如果彩虹是圆形的,为什么我们只看到拱门?


我们看到的大多数彩虹看起来像拱门,因为它们被地面和地平线挡住了一部分。事实上,所有的彩虹都是完整的圆圈,就像这张在戈尔塞尔拍摄的照片,荷兰。 马蒂哈莱曼/太空馆

看到一个彩虹感觉像是一种奖励。暴风雨过后,很高兴看到一个彩色的拱门穿过平静的天空。但你可能会(或可能不会)惊讶地发现彩虹并不是真正的拱门,他们也不是“鞠躬”,他们实际上是全圆S.

为什么我们只看到一个拱门?时常,我们看到的彩虹部分被地面和地平线挡住了。在它所有的圆形荣耀中观察一个人,你必须找到一个很好的有利位置。我们将解释这种现象是如何发生的。

分离度

介质物质:在空气中,轻巡游每秒186000英里(每秒300000公里)。但由于液态水密度更大,光不能这么快穿过它。所以,一旦一束穿过空气的光柱击中了一个水体,它慢了不少。

如果是彩虹,进入单个水滴的阳光会多次弯曲或折射。第一,当它进入水珠时就会弯曲。之后,光线从液滴远侧的内壁反射回来,重新进入空气中。光线在退出时再次折射。

通过折射,这些水滴把阳光分解成不同的组分颜色。虽然看起来很白,阳光其实是混合物在所有颜色中可见光谱.

每一个都有不同的波长;最长的属于红灯,而最短的为紫光保留。因为这些特质,当一束白色的阳光射入水滴时,它的组分颜色以不同的角度折射出水。这就是为什么彩虹中的所有颜色都被分成不同的层。

如果你希望看到彩虹,你的眼睛必须指向远离太阳的地方——你前面需要有大量的空气中水滴。一旦一束白光照射到这些物体上,其组分颜色分散。

雨啊

你感知这些颜色的能力取决于你的身体位置。液态水幕中的每一滴都是一个小棱镜。它们都将白光分解成不同的红色光束,橙色,黄色的,绿色,蓝色,靛蓝和紫光。但是你的眼球永远看不到超过每滴一种颜色(如果那样)。所有其他人都以错误的角度离开了瀑布,去迎接你的学生。

紫色是彩虹上最低的颜色,因为紫色光线以最锐利的角度离开水珠:相对于它的角度40度入口点.与此同时,红灯——位于彩虹的顶部——以42度的角度被反射回你的大致方向。

这里的一个关键因素是反太阳点.这是天空或地面上的一个点,相对于你的视角来说,它离太阳正好180度。明亮的,阳光明媚的一天,你阴影的头部标记了反极点。每一道彩虹都是一个完美的圆环居中的就在这个地方。

但如果你站在地面,你看不到圆的下半部分。的确,从这个角度来看,基本上,彩虹的任何一部分在地平线以下都是看不见的。其中一个原因是地球表面非常接近限制你视线内雨滴的数量和浓度。

像这样的,大多数人都能看到彩虹的百分比与太阳的位置直接相关。当我们的太阳邻居只是勉强偷看地平线,反极点会很高,让你有机会看到比太阳升得更高时更大的彩虹。

相反地,如果太阳比42度在地平线上,地面观察员不可能看到彩虹的任何部分。但当你在飞机上翱翔时,事情变得更有趣。在雨天或雾天,飞机乘客和飞行员偶尔会看到全圆形彩虹.更好的是,2013,摄影师科林·莱昂哈特拍摄这张照片圆形的双重的彩虹在澳大利亚的Cottesloe海滩上空飞行。

光荣是

最后我们将讨论一些圆形和彩色的光学错觉,就像彩虹,但不是。在你的下一个航班上订一个靠窗的座位,你就可以见证光荣.当你向下凝视一团云或一层雾时,这些紧密的圆会出现在反极点周围。不像彩虹,它们是电磁波.从高高的山峰上可以看到荣耀。

同样值得注意的是五颜六色光晕有时环绕太阳或月亮。怪圈是由光和悬浮冰晶相互作用形成的。


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