彩虹的形成

徐繼立

盛夏時節(jié)，雨過天晴，你就會看到一道美麗的彩虹架在空中。那神奇的色彩，給人以美的享受。

彩虹這種氣象中常見的光學(xué)現(xiàn)象，是陽光照射到空中接近球形的小水滴時，造成了色散及反射形成的。

我們知道，當陽光射到水滴上時，會同時以不同角度照射，在水滴內(nèi)也以不同的角度反射。當角度形成到40度至42度時，反射最為強烈。在這種反射過程中，陽光射向水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次，這樣經(jīng)過一次反射和兩次折射，天空上就形成了拱形的七彩光譜。拱形是因為光穿越水滴時，彎曲的程度和光的顏色有關(guān)，紅色光的彎曲度最大，紫色光的彎曲度最小。所以，我們看到的彩虹，藍色總是在紅色下面。而七彩色是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。再者，由于光在水滴內(nèi)被反射，因而我們看見的光譜是倒過來的，紅光在最上方，其他顏色在下方。由外圈至內(nèi)圈為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。事實上，彩虹有無數(shù)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，只用七種顏色作為區(qū)別。

另外，彩虹的明顯程度，取決于空氣中水滴的大小。水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮;水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。可想而知，彩虹的出現(xiàn)與當時天氣的變化有密切的聯(lián)系，如果東方出現(xiàn)彩虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現(xiàn)彩虹時，本地下雨的可能性卻很大。