雨過天晴,我們有時可以在天邊看到七彩的“拱橋”,也就是虹霓。虹霓是一種絢爛多姿的自然現象,它分為兩種,一種是“霓”,一種是“虹”,它們往往相伴相成,給藍天綴上七彩的光芒。

虹霓是由太陽光射到球形雨滴上,經雨滴折射、色散、內反射的綜合效應所產生的。如果我們擁有足夠的觀察條件,就可以看到兩個圓弧形。里面的太陽光經雨滴一次內反射、兩次折射而形成的叫做主虹,通稱為虹,顏色為外紅內紫,比較明亮,可以比較清楚地觀察到;外面的太陽光經雨滴兩次反射、兩次折射而形成的叫做次虹,通稱為霓,顏色和虹恰好相反,外紫內紅,比較暗淡,通過肉眼觀察到的霓比較模糊。

為何我們通常見到的彩虹總是有虹無霓呢?這是由于光線在水滴內反射的同時,不少光線會沿著折射方向穿透水滴,內反射的次數多了,剩下的光流就會顯得微弱。因此,“虹霓共燦”的現象比較罕見。

虹霓總是在夏季的雨后出現,而冬季卻很少可以看到。因為夏季天氣多變,經常會出現雷陣雨。雨后初晴時,太陽光穿過云層,水分蒸發較快,再加上雨后天空塵粒減少,能見度提高,很容易就會折射出七彩虹霓。而冬季天氣寒冷,多連綿陰雨,溫度較低,水分蒸發較慢,再加上雨后太陽不會立即出現,因此,冬季雨后天空中不會像夏季那樣濕潤,充滿水汽和小水滴,也就難以出現虹霓。

在虹和霓之外,還有一些較為暗淡的、偶爾才能被觀察到的彩帶,被稱為附屬虹。這種附屬虹的形成原理,不僅需要用幾何光學來說明,還要考慮到光的波動性,以及干涉、衍射的相關原理。附屬虹一般會出現在主虹內側,在副虹外側出現的情況很罕見。當雨滴直徑較大時(大于1毫米),附屬虹的數量可達到5條,第一條與主虹復合,后面依次類推。當雨滴直徑較小時,形成的附屬虹數量也會隨之減少。

在古代神話中,由于科學知識的匱乏,虹霓常被披上一些傳奇色彩。其實掌握了相關科學原理,我們就會知道,虹霓是一種有科學依據的大氣現象,可以帶給我們美的享受。

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科普:絢爛的虹霓

圖文簡介

雨過天晴,我們有時可以在天邊看到七彩的“拱橋”,也就是虹霓。虹霓是一種絢爛多姿的自然現象,它分為兩種,一種是“霓”,一種是“虹”,它們往往相伴相成,給藍天綴上七彩的光芒。