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彩虹是怎么形成的?
作者:令狐少虾     时间:2010-6-1     点击率:35859

霓(上)与虹(下)

  彩虹是一种大气现象,当空气中富集了大量的水汽,经过太阳光以较小的角度照射,阳光照射在水蒸气中的小水滴上会折射出七彩的色带。彩虹其实还分2种,一种彩虹半径较短的内侧是红色的,而半径较长的外侧是紫色的,这就是“虹”;还有一种彩虹实际应该被称作“霓”,半径较短的内侧是紫色的,而半径较长的外侧是红色的。虹和霓有时候是并存的,有时也只有虹而没有霓。霓和虹都是阳光被小水珠折射和反射所形成的彩虹现象。光线被水珠折射两次反射一次就叫做虹;光线被水珠折射两次反射两次就叫做霓。由于霓比虹反射多一次,光线的强度较弱,所以并不常见。另外,因为霓和虹反射路径不同,所以我们看到霓的七色刚巧与虹的七色是上下相反的。彩虹出现的时候都在早上和傍晚,这时候太阳比较接近地平线,照射的角度也就很低。如果是在早上,太阳从东边升上来,那么彩虹就会在西边天空中出现;如果是在傍晚,太阳西沉下去,彩虹就会出现在东边天空中。彩虹多是在雨后出现,因为一般在雨后,空气中的水蒸气非常多,这时候太阳出来,照射水蒸气,就比较容易出现彩虹。但是也有特殊情况,气候潮湿,其实有可能是因为高空中是下了小雨的,但是水汽没有达到足够的量,雨下到半空中还没来得及落地就蒸发掉了。也就是说,在比较高的空中还是有很多的小水滴的。这时候,太阳出来照射空气中的水滴,就出现了美丽的彩虹。彩虹是由空中的雨滴像三棱镜那样折射分解阳光而形成的,所以彩虹通常在白天有太阳的时候出现。然而,令人惊异的是,夜间的天空,也会出现彩虹,不过不是白天的日虹,而是月虹。
  和白天的日虹一样,月虹的形成也需要光源。夜间虽然没有太阳,但如果有明亮的月光,大气中又有适当的云雨滴,便可形成月虹。月球反射太阳光,故月光也由赤橙黄绿青蓝紫这七种可见的单色光组成,从而折射出月虹也是彩色的。不过,月光毕竟比阳光弱得多,因此形成的月虹没有日虹那么明亮,只能在接近满月的时候才能看到。
  捕捉到月虹美景的摄影师克里斯沃克说:“我在开车回家的时候发现天空中的景象与平时不同。我身后是一轮满月,风也很大,雨滴从地平线上的云层中落下来。当我到家的时候月亮非常明亮,所以我清楚地看到天空中的景象居然是月光形成的彩虹。”
  倒挂彩虹现象和普通意义上的彩虹出现的原理是不一样的,倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象,其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。
  人们经常见到的彩虹,是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少,同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100米-7625米的云层中的细小的冰晶上形成折射。此外,云层中的冰晶表面一定得是弯曲的,且颗粒比盐粒还要小。
  事实上,除形成条件与彩虹不同外,幻日弧光的光谱排列顺序也和彩虹不同。幻日弧光的颜色排列方式为紫色在最上面,红色在最下面,刚好和彩虹相反。而由于卷云中的冰晶会不断改变方向,幻日弧光存在天空的时间极为短暂。


幻日弧光