簡介

成因

其實只要空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午,雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以人工製造彩虹。
出現位置

形狀

晚虹是一種罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現。由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色。
色彩



彩虹的明顯程度,取決於空氣中小水滴的大小,小水滴體積越大,形成的彩虹越鮮亮,小水滴體積越小,形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低,在空中不容易存在小水滴,下陣雨的機會也少,所以冬天一般不會有彩虹出現。
月光形成的罕見彩虹
2009年11月6日,這個罕見的幽靈圖片展示了一個完整的月亮彩虹,它橫跨過整個北約克郡里奇蒙農村。我們知道,當陽光被雨滴反射時,彩虹就會出現。但是,這個情況下,太陽早已經下山了。相反的是,這個令人印象深刻的弧是由特別的明月創造出來的。
攝影師ChrisWalker抓住了這個瞬間並且拍下了它,那是大約在周日晚上七點左右,他正開車經過一場暴風雨。
他說:“當我開車回家時,我在天空中發現了一些奇怪東西。當月亮即將變成滿月時,它就在我後面,並且此時吹著狂風,雨水從雲層里頃刻灑向地平線。月亮是那么的明亮,很顯然可以看到天空中那個物體就是一道彩虹,它此時被月光照亮了。”“由於月光比太陽光微弱得成千上萬倍,所以,這個月光彩虹也比太陽彩虹微弱很多,它只有在月亮接近滿月時才能夠被看到。雖然月亮彩虹在人們看來是白色的,但是,當你使用相機的長曝光就能拍到他的顏色。”
在這種情況下,Walker先生只需要在他的Lumix數位相機上使用一個30秒的曝光就能夠揭示這個月光彩虹的所有顏色。Walker先生說:“月光實在是太亮了,以至於我無法用肉眼看到月光彩虹里的紅色。”
這個月光彩虹總是出現在天空的對面部分,與月亮相對,而且只有在月亮接近滿月時才最容易被看到。他們通常比較少出現,因為月光彩虹的出現需要許多條件的輔助。這個月亮必須位於天空中小於42度,天空必須是非常的黑暗。而且在月亮對面的那片天空必須下雨。而且,月亮彩虹更有可能出現在瀑布旁。這個現象不應該與月光環混淆在一起。月光環出現在月亮周圍,並且像圓環一樣。這些月光環是由於月光通過高層大氣時,被懸掛在高層大氣中的水晶折射而產生的。
雙彩虹

彎曲原理


事實上如果條件合適的話,可以看到整圈圓形的彩虹。彩虹的形成是太陽光射向空中的水珠經過折射→反射→折射後射向我們的眼睛所形成。不同顏色的太陽光束經過上述過程形成彩虹的光束與原來光束的偏折角約180-42=138度。也就是說,若太陽光與地面水平,則觀看彩虹的仰角約為42度。
想像你看著東邊的彩虹,太陽在從背後的西邊落下。白色的陽光(彩虹中所有顏色的組合)穿越了大氣,向東通過了你的頭頂,碰到了從暴風雨落下的水滴。當一道光束碰到了水滴,會有兩種可能:一是光可能直接穿透過去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前緣,在進入時水滴內部產生彎曲,接著從水滴後端反射回來,再從水滴前端離開,往我們這裡折射出來。這就是形成彩虹的光。
光穿越水滴時彎曲的程度,端視光的波長(即顏色)而定——紅色光的彎曲度最大,橙色光與黃色光次之,依此類推,彎曲最少的是紫色光。1每種顏色各有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度是42度,藍色光的折射角度只有40度,所以每種顏色在天空中出現的位置都不同。
若你用一條假想線,連線你的後腦勺和太陽,那么與這條線呈42度夾角的地方,就是紅色所在的位置。這些不同的位置勾勒出一個弧。既然藍色與假想線只呈40度夾角,所以彩虹上的藍弧總是在紅色的下面。
彩虹之所以為弧型這當然與其形成有著不可分割的關係,同樣這也與地球的形狀有很大的關係,由於地球表面為一曲面而且還被厚厚的大氣所覆蓋,在雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴形成了折射,同時由於地球表面的大氣層為一弧面從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!
原因二:與地球的形狀有很大的關係
由於地球表面是一個曲面並且被厚厚的大氣所覆蓋,雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。同時由於地球表面的大氣層為一弧面從而導致了陽光在表面折射形成了我們所見到的弧形彩虹!
觀測歷史

早在中國唐代時,精通天文歷算之學的進士孫彥先(孫思恭)便提出"虹乃與中日影也,日照雨則有之。"的說法,已解釋了彩虹乃是水滴對陽光的折射和反射。
孫彥先的發現後來也被宋代沈括的《夢溪筆談》所引用及證實,且沈括也細微地觀察到虹和太陽的位置與方向是相對的現象。孫彥先和沈括等人對虹的這些發現比西方早了幾百年。
西方觀測歷史
1307年時歐洲有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。
笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗,得出水對光的折射指數,用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成,而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度,但未能解釋彩虹的七彩顏色。
後來牛頓以玻璃稜鏡展示把太陽光散射成彩色之後,關於彩虹的形成的光學原理才全部被發現。
傳奇色彩
神話傳說

在西方,希臘神話中,彩虹(Iris)是溝通天上與人間的使者;愛爾蘭民間傳說中,矮精靈(leprechaun)將寶藏收於彩虹的盡頭;印度神話中,彩虹是雷電神"因陀羅"(又譯作"帝釋天")的弓,名為Indradhanush;北歐神話中,彩虹橋(Bifröst)連線神的領域"亞斯格特"(Asgård)和人類居所"中土世界"(Midgård)。
宗教意義

《聖經》:神曉諭挪亞和他的兒子說,我與你們和你們的後裔立約,並與你們這裡的一切活物,就是飛鳥,牲畜,走獸,凡從方舟里出來的活物立約。我與你們立約,凡有血肉的,不再被洪水滅絕,也不再有洪水毀壞地了。神說,我與你們並你們這裡的各樣活物所立的永約,是有記號的。我把虹放在雲彩中,這就可作我與地立約的記號了。我使雲彩蓋地的時候,必有虹現之雲彩中,我便記念我與你們和各樣有血肉的活物所立的約,水就再不泛濫,毀壞一切有血肉的物了。虹必現之雲彩中,我看見,就要記念我與地上各樣有血肉的活物所立的永約。神對挪亞說,這就是我與地上一切有血肉之物立約的記號了。
在藏傳佛教當中,有一種與密宗修行有關的神秘現象,被稱為"虹化現象"。指的是,極少數有大圓滿修行境界的人在臨終的時候,身體會化成一道彩虹消失在空中。
自然界罕見的現象
簡介 | 地球上有許多自然現象仍是一個謎團,科學家尚無法準確解釋其間的神秘,同時這些奇特的自然現象卻極具魅力,釋放出地球大自然所獨有的絢麗。 |
雲 | 乳狀雲| 重力波雲層| 重力波雲| 雨幡洞雲| 滾軸雲| 莢狀高積雲| 帽子云| 波浪雲| 幡狀雲| 浪花雲| 馬蹄狀漩渦雲| 陣晨風雲| 開爾文-赫姆霍茲波浪| 穿洞雲| 飛碟雲| 魚鱗雲| 地震雲| 夜光雲| 莢狀高積雲| 流火雲 |
彩虹 | 雪茄狀彩虹| 火彩虹| 月虹| 雙重彩虹| 霧虹| 火彩虹| 午夜彩虹| 布洛肯彩虹 |
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