彩虹
雨後晴朗的天際下,一道彩虹劃破長空,編織出七彩的天空。彩虹是那麼的美麗,令人折服。那麼,彩虹到底是怎麼一回事呢?
彩虹是氣象中的一種光學現象。彩虹七彩顏色,從外至內分別為:
紅,橙,黃,綠,青,藍,紫。
雨後,因為陽光射到空中接近圓形的小水滴,造成色散及反射,陽光射入水滴時會以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。其中以40℃~42℃的反射最為強烈,形成我們所見到的彩虹。造成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然後在水滴的背麵反射,最後離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用,不同波長的光的折射率有所不同,藍光的折射角度比紅光大。由於光在水滴內被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下。
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。其實隻要空氣中有水滴,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。另一個經常見到彩虹的地方是瀑布附近。
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。
彩虹由一端至另一端,橫跨84度。以一般的35mm照相機,需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上,會看見彩虹是完整的圓形而不是拱形,而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。
還有雙彩虹呢!當陽光經過水滴時,它會被折射,反射後再折射出來。在水滴內經過一次反射的光線,便形成我們常見的彩虹(主虹)。若光線在水滴內進行了兩次反射,便會產生第二道彩虹。虹的顏色排列次序跟主虹是相反的。由於每次反射均會損失一些光能量,因此霓的光亮度亦較弱。
彩虹為什麼總是彎曲的?
首先,光的波長決定光的彎曲程度。
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138度。也就是說,若太陽光與地麵平行,則觀看彩虹的仰角約為42度。
光穿越水滴時彎曲的程度,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,彎曲度最小的是紫色光。
每種顏色有特定的彎曲角度,陽光中的紅色光,折射的角度是42度,藍色光的折射角度隻有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,連接你的後腦勺和太陽,那麼與這條線呈42度夾角的地方,就是紅色所在的位置。既然藍色與假想線隻呈40度夾角,所以彩虹上的。藍。弧總排在紅色的下麵。
其次,與地球的形狀有很大的關係。
彩虹之所以為弧形,也與地球的形狀有很大的關係。由於地球表麵為一曲麵而且還被厚厚的大氣所覆蓋,雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光射入空氣中的小水滴形成了折射,同時由於地球表麵的大氣層為一弧麵,從而導致了陽光在表麵折射形成了我們所見到的弧形彩虹。
自然界中的每一個現象,都有其形成的原因,彩虹的奧秘,也正在於它在自然界的稟賦。
海市蜃樓之謎
海市蜃樓是太陽光線經過不同密度的空氣層時發生顯著折射,把遠處景物顯現在空中或地平線以下的奇異幻景,亦稱“蜃樓”。它多發生在沿海和沙漠地區,常見的有上現蜃景,下現蜃景,側現蜃景和一些複雜蜃景。
在我國沿海和內陸,一年四季都會出現蜃景,其中以“蓬萊仙景”最為著名。中國人往往把它視為空中樓閣,神仙福地,外國人則常常把它看成妖魔的化身或傑作。
這種虛無縹緲的奇異景象,一般都出現在沙漠和海洋上,但令人驚奇不已的是,在四川省的青城山上空,這種罕見的自然景象也時有發生。
青城山古稱西山,天穀山,地處成都平原向川西山地的過渡地帶,那裏處處可見絕壁深壑,斷崖裂石。山上林木青翠,終年常綠,環境幽深,自古以來便有“青城天下幽”之說。