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彩虹為什麼顏色不一樣

發布時間: 2024-06-25 03:55:53

① 為什麼彩虹是五彩繽紛的

彩虹是氣象中的一種光學現象。當陽光照射到半空中的雨點,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光譜。彩虹七彩顏色,從外至內分別為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。

彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴,造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以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,然後在水滴的背面反射,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。

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。這時空氣內塵埃少又充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。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。

空氣里水滴的大小,決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大,虹就鮮艷,也比較窄;反之,水滴小,虹色就淡,也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的,只有背著太陽才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出現在西方,黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見,只有乘飛機從高空向下看,才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯系,一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時,本地是不大容易下雨的;而西方出現虹時,本地下雨的可能性卻很大。

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。

彩虹其實並非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象,彩虹看起來的位置,會隨著觀察者位置的變化而改變。當觀察者看到彩虹時,它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央,其實是被水滴反射、放大了的太陽影像。

所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置,剛好是觀察者頭部影子的方向,虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40—42的位置。因此當太陽在空中高於42°時,彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為什麼彩虹很少在中午出現的原因。

彩虹由一端至另一端,橫跨84°。以一般的35毫米照相機,需要焦距為19毫米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,看見的彩虹會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。很多時候會見到兩條彩虹同時出現,在平常的彩虹外邊出現同心,但是較暗的虹,稱為副虹,又稱霓。

副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。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,即主虹。若光線在水滴內進行了兩次反射,便會產生第二道彩虹。霓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。兩次反射最強烈的反射角出現在50°—53°,所以副虹位置在主虹之外。

因為有兩次的反射,副虹的顏色次序跟主虹反轉,外側為藍色,內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在,只是因為它的光線強度較低,所以有時不被肉眼察覺而已。

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。

光的波長決定光的彎曲程度,事實上如果條件合適的話,可以看到整圈圓形的彩虹。彩虹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的。

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°。也就是說,倘若太陽光與地面水平,則觀看彩虹的仰角約為42°。

想像一下,你看著東邊,太陽正在從背後的西邊落下。白色的陽光穿越了大氣,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;二是它可能碰到水滴的前緣,在進入水滴內部時產生彎曲,接著從水滴後端反射回來,再從水滴前端離開,往你這里折射出來,於是你看到了彩虹。

光穿越水滴時彎曲的程度視光的波長而定——紅色光的彎曲度最大,橙色光與黃色光次之,依此類推,彎曲最小的是紫色光。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°,藍色光的折射角度只有40°,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°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°夾角,所以彩虹上的藍弧總是在紅色的下面。

彩虹之所以為弧形當然與其形成有著不可分割的關系,同樣也與地球的形狀有很大的關系,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要高,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!

② 為什麼彩虹有七種不同的顏色

因為彩虹是雨滴反射太陽的光,而可見光有7種顏色,太陽輻射光譜中 0.38~0.76 微米波譜段的輻射,由紫、藍、青、綠、黃、橙、紅等七色光組成,所以彩虹是七種顏色的。

當太陽光照射某物體時,某波長的光被物體吸取了,則物體顯示的顏色(反射光)為該色光的補色。如太陽光照射到物體上,若物體吸取了波長為400 ~435nm的紫光,則物體呈現黃綠色。

到達地表面上的可見光輻射隨大氣渾濁度、太陽高度、雲量和天氣狀況而變化。

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    彩虹形成的原因

    彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。

    當中以40至42度的反射最為強烈,造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,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次,總共經過一次反射兩次折射。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。

    ③ 下雨後的彩虹,為什麼會有五顏六色

    彩虹的產生是因為光的色散和反射而成的,因為陽光射到水滴時會從不同的角度入射,所以也會以不用的角度反射,產生的顏色也是不一樣的。

    ④ 為什麼彩虹 是五顏六色的

    彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。

    陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈,造成彩虹。造成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次,總共經過一次反射兩次折射。

    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,紅光的折射率比藍光小,而藍光的偏向角度比紅光大。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。

    (4)彩虹為什麼顏色不一樣擴展閱讀

    彩虹:光的折射

    特性:光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處,只是反射光返回原介質中,而折射光線則進入到另一種介質中。由於光在兩種不同的物質里傳播速度不同,故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化,這就是光的折射。在折射現象中,光路是可逆的。

    注意:在兩種介質的分界處(不過有時沒有),不僅會發生折射,也發生反射,例如在水中,部分光線會反射回去,部分光線會進入水中。反射光線光速與入射光線相同 ,折射光線光速與入射光線不相同。

    ⑤ 為什麼彩虹是五彩色的

    彩虹的五顏六色,是因為陽光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。人們所見的太陽光是由 紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成的。而因為水對光有色散的作用,不同頻率的光的折射率有所不同,紅光的折射率比藍光小,而藍光的偏向角度比紅光大。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈,造成我們所見到的彩虹。

    ⑥ 為什麼彩虹有七種顏色

    彩虹形成的原理是太陽光經過空氣中的霧折射產生的,太陽光是白光,經過折射後會成赤橙黃綠青藍紫七色光(光的波長不同,我們眼睛感覺到的顏色不一樣,於是有了色彩斑斕的世界,經折射後七中光出現在不同區域)。

    ⑦ 為什麼彩虹是五顏六色的

    彩虹的顏色是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴,造成光的色散及反射而成的,陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內也是以不同的角度反射。當中以40-42度的反射最為強烈,形成人們所見到的彩虹。

    在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。

    事實上彩虹有無數種顏色,比如,在紅色和橙色之間還有許多種細微差別的顏色,但為了簡便起見,所以只用七種顏色作為區別。

    (7)彩虹為什麼顏色不一樣擴展閱讀:

    當彩虹出現在水面的物體上時,來自不同光路互補的兩個鏡弧可能分別出現在水面上和水面下。它們的名稱略有不同,如果水面是平靜的被反射虹將呈現鏡像出現在水面的地平線下方。陽光在抵達觀測者之前首先受到雨滴的偏折,然後經過水面的反射。被反射虹,至少是一部分,經常可見,甚至在小水坑都可見。

    當陽光在抵達雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面夠大,整個表面也是平靜的,並靠近雨幕,反射虹便可能出現在地平線之上。它與正常的彩虹交會在地平線處,並且它的弧會在天空的較高處,因為它的中心在地平線之上,而正常彩虹的中心在地平線之下。由於需要上述條件的配合,反射虹是很罕見的。

    參考資料來源:網路-彩虹

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