国内首家彩虹预报在新疆发布 为什么彩虹是弯的?

新疆日报 2019-07-15 10:48
  7月5日,新疆昭苏通过公众号昭苏天气正式对外发布首条彩虹预报,实现国内彩虹预报面向公众的首次发布。由于昭苏独特地理条件,每年5月至8月期间出现彩虹的景象多达160次,一天内就会有3-5次,被称“中国彩虹之都”。
国内首家彩虹预报

  彩虹是怎么出现的?

  一句话:彩虹就是阳光在小水滴中发生“折射-反射-折射”后,投射到你眼中的彩色光波的集合体。

  就像牛顿用三棱镜分解出了七色光(红橙黄绿蓝靛紫)一样,阳光以一定角度射入悬浮在空气中的水滴时,也会被分解出不同颜色的光波,而这些光波在水中的折射率不同,红光偏折最小,而紫光最大,所以高处水滴提供红光,低处水滴提供蓝紫光,最终我们看到就是红色在最外圈、蓝紫色在最内的色彩斑斓的彩虹。

  但是,如果光在水滴中多反射了一次,也就是“折射-反射-反射-折射”,那么彩色光波的排序就会恰好反了过来,这就是“双彩虹”中的霓了。由于在各个界面biu来biu去太多次,光线的能量有损失,所以我们看到的霓的亮度比虹要小很多。

  江湖传闻,光还可以有更多次数的反射,从而出现三道杠三道彩虹甚至多道彩虹,但由于这些时候光线能量损耗太大、亮度更加弱,想看到那都是非常非常难的了。

  为什么彩虹是弯的?

  上文说到,每种颜色的光波由于折射率不同,各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度大约是42度,蓝紫色光的折射角度约只有40度。

  所以如果你画一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,并向你的面前延伸,那么与这条线呈40-42度夹角的地方,就是通常彩虹所在的位置。事实上,如果你有丰富的看彩虹经历,你会发现,越是靠近红色光波部分的彩虹,色彩越是明显,反之,越是靠近蓝紫色部分,色彩越是黯淡。所以,我们一般用红色光波的42度左右夹角,来找彩虹位置。

  现在,有无数平行光线在水滴中射入射出,而最终能投射入眼睛、被你看到的,则是与平行入射光线成42度左右的光束集合体,于是,我们得到了一个以你的眼睛为顶点的圆锥体,而这个圆锥底面的圆弧就是彩虹啦!但是由于有地平线的遮挡,我们大多数时候看到的彩虹就只能是半弧形的了。从这个意义来说,我们每个人看到的彩虹都是阳光“现做现卖”的专属彩虹。