關于彩虹你不知道的20件事

秋菊　玉琳

在飛機上拍到的彩虹

在佛羅里達州上空出現的彩虹云

1.為什么有那么多關于彩虹的歌？也許是因為這一美麗而短暫的神秘氣象現象激發了我們內心的浪漫，也許是因為沒有人看到相同的彩虹。

2.想象一條來自太陽的假想線，在你身后的某個地方，連接你的后腦勺、眼睛和太陽，并向你的面前延伸，那么與這條線呈40～42度夾角的地方，通常就是彩虹所在的位置。你看到的任何彩虹都會圍繞著這個軸。

3.事實上，如果你有豐富的看彩虹經歷就會發現，越是靠近紅色光波部分的彩虹，色彩越是明顯，反之，越是靠近藍紫色部分，色彩越是黯淡。所以，我們一般用紅色光波42度左右的夾角，來找彩虹的位置。

4.由于不同顏色光的波長都不相同，所以彩虹實際就是可見光的色散，介質就是雨后天空中的水滴。當陽光（包括所有波長的可見光，一起顯示為白光）在水滴中穿過時，就會產生彩虹。

5.一部分光被水滴的外表面反射，但其余的光線則隨水滴傾斜。因為水的密度比空氣大，所以會發生折射。當光進入液滴時，它的傳播速度會變慢并改變方向。（想想如果你在高速公路上超速行駛，而瀝青路面突然變成有泥漿的土路，會發生什么。）

6.一旦進入水滴內部，光線就會被水滴背面的內表面反射回來，然后再次折射，當光線從水里出來并回到空氣中時，就會發生彎曲。因為液滴是球形的，它的表面是不平行的，所以這些發出的白光會分散成多種顏色。簡明來說彩虹就是陽光在小水滴中發生“折射一反射一折射”后，投射到你眼中的彩色光波的集合體。

7.就像牛頓用三棱鏡分解出了七色光一樣，陽光以一定角度射入懸浮在空氣中的水滴時，也會被分解出不同顏色的光波，而這些光波在水中的折射率不同，紅光偏折最小、紫光最大，所以高處水滴提供紅光，低處水滴提供藍紫光，最終我們看到就是紅色在最外圈、藍紫色在最里面的色彩斑斕的彩虹。顏色分別是赤、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

8.但是，如果光在水滴中多反射了一次，也就是“折射-反射-反射-折射”，那么彩色光波的排序就會恰好反了過來，這就是“雙彩虹”中的霓了。由于在各個界面往返太多次，光線的能量有損失，所以我們看到的霓的亮度比虹要小很多。

9.彩虹的顏色層次是連續的，沒有明顯分色。然而，人類喜歡整理事物，包括顏色，以使它們有意義。研究人員認為，這就是為什么我們的大腦會把弓形光譜分成不同的波段的原因。人眼看到條紋的確切機制，以及它究竟是在大腦還是在眼睛中，仍然是未知的。

10.一個人在彩虹中“看”到的顏色的數量取決于預期，而預期是文化的產物。在大多數現存繪有彩虹的中世紀手稿中，彩虹的顏色一般只有三色，最多不超過五色，其色層的排列順序也常與自然順序相異。

11.亞里士多德只寫過彩虹中的三種顏色：紅色、綠色和紫色。一些早期的伊斯蘭學者也看到了三色彩虹，但它是紅色、綠色和黃色。巴多羅買受到亞里士多德等人的影響，認為彩虹應為四色，對應地、火、水、風四大元素。

12.中世紀的原始科學家羅杰·培根描述了五種顏色。培根認為彩虹本身應當為紅、藍、綠。直到17世紀，艾薩克·牛頓爵士將彩虹中的感知顏色與西方音樂音階中的音符聯系起來，歐洲科學家才認同彩虹有七種顏色。

13.另外要注意的是：彩虹其實并不像人們想象的那樣是半圓形的，而是一個完整的圓。也就是說，彩虹并沒有起點，也沒有終點。彩虹的圓心就是太陽與地球的垂直連線的中點，而最終能投射入眼睛、被你看到的，則是與平行入射光線成42度左右的光束集合體。而剩余的部分在地平線下，所以人們看不到。但是也有例外，比如在天上就可以看見較完整的彩虹！

14.幻日是大氣的一種光學現象，在天空出現的半透明薄云里面，有飄浮在空中的六角形柱狀的冰晶體，有時會整齊地垂直排列在空中。當太陽光射在這些六角形冰柱上時就發生了非常規律的折射現象，先折射到太陽周圍，再射到人的眼睛里，看起來很像多個太陽，這是陽光經過冰晶折射后所產生的光象，當高空密布冰晶時，常可在太陽的左右方見到一抹七彩的光影。

15.火焰彩虹云與彩虹一點關系也沒有，它不是火也不是彩虹，但絕對是極為壯觀的自然景象。據美國國家航空和宇宙航行局表示，火焰彩云的學名叫做彩虹云，是一種非常罕見的自然現象，這一現象是由于云層中聚集了大量均勻大小的水滴而造成的。這些云層以相似的方式衍射了太陽光，然后析出不同波長的太陽光。

16.這使它們看起來有點像彩虹的七彩光芒，這些七彩光芒就是由于發生了衍射才形成的，而也是由于衍射現象才使得彩云的顏色從藍色到綠色到紅色到紫色再到綠色，變幻無窮。盡管彩虹云具有彩虹般的光芒，但與彩虹形成的方式卻是不大一樣的。彩虹是由于發生了折射和反射現象而形成的，而彩虹云是由于發生了衍射現象才形成的。

17.彩虹之所以在神話中占有一大席位，是因為它的美及它是一種難以理解的神奇現象。直到伽利略的關于光的特性專著出現之后，人們才能解釋彩虹這種現象。在中國神話中，女媧煉五色石補天，彩虹即五色石發出的彩光。

18.在西方，希臘神話中，彩虹是溝通天上與人間的使者;在愛爾蘭民間傳說中，矮精靈將寶藏收于彩虹的盡頭;印度神話中，彩虹是雷電神“因陀羅”的弓;北歐神話中，彩虹橋連接神的領域“亞斯格特”和人類居所“中土世界”。根據圣經，彩虹是神向人類許諾他永遠不會再淹沒地球的承諾的標志。

19.在古代，西方流傳著基督教，對那些教徒而言，光是非常神圣的東西，他們將光看成是上帝的產物，認為世界上最初誕生的東西就是光，是光孕育了人們。所以信徒們也將光當成是宣揚教義的工具。

折射將光分解為多種顏色

幻日和環繞太陽的光暈雖然是美麗的，但它們不是彩虹。

三色虹，上帝與諾亞以虹為約（6世紀手稿）。

20.羅杰·培根是一個基督教的教徒，但同時他也是一位偉大的光學研究者。他將人們一直認為的圣物用科學解釋，并且證明了其是自然的產物，但是人們不管他當眾做出何等驚人的實驗，只聽到他否認了神跡，教徒將他囚禁起來，整整關押了二十年，但是他依舊沒有放棄研究，他在獄中的論文也流傳下來。