彩虹與三棱鏡

彩虹(Rainbow)是氣象中的一種光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)陽(yáng)光照射到半空中的雨點(diǎn)，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(nèi)分別為：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。

彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用，不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同，藍(lán)光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過(guò)來(lái)，紅光在最上方，其他顏色在下。

其實(shí)只要有空氣中有水滴，而陽(yáng)光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象。彩虹最常在下午，雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)。這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗。而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見陽(yáng)光，這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。另一個(gè)經(jīng)常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對(duì)陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹。

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(duì)著太陽(yáng)是看不到彩虹的，只有背著太陽(yáng)才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。可我們看不見，只有乘飛機(jī)從高空向下看，才能見到。虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)天氣變化相聯(lián)系，一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測(cè)當(dāng)時(shí)將出現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時(shí)，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時(shí)，本地下雨的可能性卻很大。

彩虹的明顯程度，取決于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(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)。

造成彩虹的光學(xué)原理很多時(shí)候會(huì)見到兩條彩虹同時(shí)出現(xiàn)，在平常的彩虹外邊出現(xiàn)同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽(yáng)光在水滴中經(jīng)兩次反射而成。兩次反射最強(qiáng)烈的反射角出現(xiàn)在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因?yàn)橛袃纱蔚姆瓷洌焙绲念伾涡蚋骱绶崔D(zhuǎn)，外側(cè)為藍(lán)色，內(nèi)側(cè)為紅色。副虹其實(shí)一定跟隨主虹存在，只是因?yàn)樗墓饩€強(qiáng)度較低，所以有時(shí)不被肉眼察覺而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時(shí)歐洲已有人提出彩虹是由水滴對(duì)陽(yáng)光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發(fā)現(xiàn)水滴的大小不會(huì)影響光線的折射。他以玻璃球注入水來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出水對(duì)光的折射指數(shù)，用數(shù)學(xué)證明彩虹的主虹是水點(diǎn)內(nèi)的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準(zhǔn)確計(jì)算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。后來(lái)牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽(yáng)光散射成彩色之后，關(guān)于彩虹的形成的光學(xué)原理全部被發(fā)現(xiàn)。

彩虹其實(shí)并非出現(xiàn)在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學(xué)現(xiàn)象，彩虹看起來(lái)的所在位置，會(huì)隨著觀察者而改變。當(dāng)觀察者看到彩虹時(shí)，它的位置必定是在太陽(yáng)的相反方向。彩虹的拱以內(nèi)的中央，其實(shí)是被水滴反射，放大了的太陽(yáng)影像。所以彩虹以內(nèi)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°至42°的位置。因此當(dāng)太陽(yáng)在空中高于42度時(shí)，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚么彩虹很少在中午出現(xiàn)的原因。

彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機(jī)，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(jī)上，會(huì)看見彩虹會(huì)是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機(jī)行進(jìn)的方向。

晚虹是一種罕見的現(xiàn)象，在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn)。由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來(lái)好像是全白色。

有時(shí)我們會(huì)看到雙彩虹（如圖就是雙彩虹）。它是怎樣形成的？

當(dāng)陽(yáng)光經(jīng)過(guò)水滴時(shí)，它會(huì)被折射、反射后再折射出來(lái)。在水滴內(nèi)經(jīng)過(guò)一次反射的光缐，便形成我們常見的彩虹（主虹）。若光缐在水滴內(nèi)進(jìn)行了兩次反射，便會(huì)產(chǎn)生第二道彩虹（霓）。

為什么第二道彩虹的顏色次序倒轉(zhuǎn)了？

上圖亦說(shuō)明了為什么霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由於每次反射均會(huì)損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。

怎么才能見到彩虹啊？

夏天雨后，烏云飛散，太陽(yáng)從新露頭，在太陽(yáng)對(duì)面的天空中，會(huì)出現(xiàn)半圓形的彩虹。 虹是由于陽(yáng)光射到空中的水滴里，發(fā)生發(fā)射與折射造成的。 我們知道，當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡的時(shí)候，前景的方向會(huì)發(fā)生偏折，而且把原來(lái)的白色光 線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫7種顏色的光帶。 下過(guò)雨后，有許多微小的水滴漂浮在空中，當(dāng)陽(yáng)光照射到小水滴上時(shí)會(huì)發(fā)生折射，分散 成7種顏色的光。很多小水滴同時(shí)把陽(yáng)光折射出來(lái)，再反射到我們的眼睛里，我們就會(huì)看到一 條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來(lái)是橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫6種 顏色。 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(duì)著太陽(yáng)是看不到彩虹的，只有背著太陽(yáng)百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現(xiàn)在 西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。可我們看不見，只有乘飛機(jī)從高空向下看，才能見到。 虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)天氣變化相聯(lián)系，一般我們從虹出現(xiàn)在天空中的位置可以推測(cè)當(dāng)時(shí)將出 現(xiàn)晴天或雨天。東方出現(xiàn)虹時(shí)，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)虹時(shí)，本地下雨的可能 性卻很大。 彩虹的明顯程度，取決于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(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)

怎么才能見到彩虹

簡(jiǎn)易三棱鏡做彩虹實(shí)驗(yàn)

方法1

制作材料：長(zhǎng)10厘米寬4厘米透明玻璃片3塊，邊長(zhǎng)為4厘米的等邊三角形玻璃片2塊。玻璃膠、清水。

制作步驟：把3塊長(zhǎng)方玻璃片和1塊等邊三角形玻璃片用玻璃膠粘成一個(gè)三棱柱容器，注意要粘牢且要密封，待干透后，再在此容器中注滿清水，另1 塊等邊三角形玻璃片用玻璃膠密封蓋上待干。即可得到一個(gè)簡(jiǎn)易三棱鏡。

方法2

制作材料：易拉罐1只，、玻璃膠水。

制作步驟：把易拉罐剪開折成一個(gè)三棱柱容器，并用玻璃膠做容器的密封處理，在容器中加入清水，再用透明膠帶在開口處稍作密封處理。把容器豎直放入冰箱中，結(jié)冰后取出。放在熱水中稍浸一會(huì)兒，打開封口，取出冰塊。你將得到一個(gè)“冰塊三棱鏡 ”。易拉罐容器可以反復(fù)使用制作冰塊。

方法3

制作材料：洗臉盆1個(gè)，玻璃鏡子1面，清水（自來(lái)水）。白色墻壁（或白紙）

制作實(shí)驗(yàn)步驟：在洗臉盆中加入小半盆清水，對(duì)著陽(yáng)光，用鏡子放入水中同樣對(duì)著陽(yáng)光，讓陽(yáng)光找到水中的鏡子后再通過(guò)鏡子反射到白色墻壁上，同時(shí)又從水中折射出水面。，調(diào)整臉盆和鏡子的角度，你將會(huì)在白色墻壁看到美麗彩虹。

3棱鏡為何可以制造出彩虹

光的色彩由頻率決定,同1介質(zhì)對(duì)不同頻率光折射率不同造成了光的發(fā)散

雨后彩虹,十分壯麗.彩虹是太陽(yáng)光傳播過(guò)程中被空氣水滴折射而產(chǎn)生的.這個(gè)現(xiàn)象可以由太陽(yáng)光通過(guò)玻璃三棱

(1)不同顏色的光的折射本領(lǐng)不同,所以經(jīng)三棱鏡后的偏折程度不同,所以白光經(jīng)三棱鏡后,光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶. (2)用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入,紅光、紫光對(duì)凸透鏡的焦距不相同.紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大,這是因?yàn)榧t色光較紫色光偏折能力小. 故答案為:小.

誰(shuí)能用三棱鏡 – —-制作一條 彩虹!—要是彎的喲!

喝一口水,去陽(yáng)光下,然后pū的一下(頭要來(lái)回轉(zhuǎn)),估計(jì)就有彩虹,不行就反復(fù)pū

如果我用手電筒在適應(yīng)的角度照三棱鏡是否會(huì)出現(xiàn)彩虹?

所謂能被色散是說(shuō)當(dāng)復(fù)色光通過(guò)三棱鏡時(shí)被分解成單色光. 手電筒發(fā)出的光不可能是單色光,所以一定能被色散. 但是手電筒發(fā)出的光與太陽(yáng)光有很大的區(qū)別.不是同一類型!

為什么白光通過(guò)三棱鏡照射在墻上時(shí),墻上會(huì)出現(xiàn)彩虹?

光速不同,所以紅光與紫光折射率不同,經(jīng)過(guò)折射后方向不同,便出現(xiàn)了彩虹.