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通常說(shuō)彩虹有七種顏色,分別是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。不過(guò),從物理角度看,彩虹顏色是連續(xù)過(guò)渡的,在不同文化認(rèn)知中,顏色數(shù)量和劃分也可能有差異。彩虹是由于陽(yáng)光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。
彩虹的形成主要依賴于光的折射、反射和色散。太陽(yáng)光是由多種顏色的光線組成的,當(dāng)陽(yáng)光穿過(guò)空氣中的水滴時(shí),會(huì)發(fā)生以下幾個(gè)步驟:
光的折射:當(dāng)陽(yáng)光進(jìn)入水滴時(shí),由于水的折射率與空氣不同,光線會(huì)發(fā)生折射,改變其傳播方向。這個(gè)過(guò)程使得光線在水滴內(nèi)部的路徑發(fā)生了彎曲。
光的反射:光線在水滴內(nèi)部遇到水滴的后面時(shí),會(huì)發(fā)生反射。大部分光線會(huì)反射回水滴內(nèi)部,形成一個(gè)完整的光路。
光的色散:不同顏色的光在水中的折射率不同,因此它們?cè)谒蝺?nèi)部的折射角度也不同。這就導(dǎo)致了光線的分散,形成了彩虹的多種顏色。
光的再次折射:當(dāng)光線從水滴的另一面射出時(shí),它又會(huì)經(jīng)歷一次折射,進(jìn)一步增強(qiáng)了色彩的分離效果。
水滴對(duì)光的反射,折射加色散形成彩虹。色散后不同色光出射的方向不同,對(duì)一個(gè)水滴出射的光我們只有站在特定的觀察點(diǎn)上才能看見(jiàn)特定的顏色光,而我們平時(shí)是站在固定的觀察點(diǎn)上去看空中多個(gè)水滴,這樣,不同水滴中出射的同一種色光能夠到達(dá)眼睛,這些水滴必然是在空中排成圓弧(相對(duì)觀察者講)。如果觀察點(diǎn)移動(dòng),就由一組新的水滴構(gòu)成一個(gè)新的圓弧,其實(shí)我們每個(gè)人看到的并不是同一個(gè)彩虹。
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