为什么会出现倒挂着的彩虹?
彩虹和倒彩虹都是光折射出来的,折射第一次叫彩虹,彩虹再折射就形成了倒彩虹。
彩虹是由小水滴的分散和反射引起的,当阳光照射到空气中时,小水滴几乎是球形的。当阳光进入水滴时,它会同时以不同的角度入射,并在水滴中以不同的角度反射。其中,40-42度的反射最强,使我们看到彩虹。当这种反射产生时,阳光进入水滴,首先折射,然后在水滴的后面,最后再次离开水滴。由于水对光的色散作用,不同波长的光的折射率不同,蓝光的折射角大于红光。由于光在水滴中反射,观察者看到的光谱是相反的,顶部是红光,底部是其他颜色。
很多时候,两道彩虹会同时出现,在普通彩虹之外会出现同心的、但颜色较深的第二道彩虹(也称霓虹)。第二道彩虹是由水滴中的两道阳光反射形成的。两次反射的最大反射角为50°~53°,所以第二道彩虹的位置在主彩虹之外。因为有两个反射,所以第二道彩虹的颜色顺序与第一道彩虹的颜色顺序相反,外面是蓝色,里面是红色。事实上,第二道彩虹必须跟随主彩虹,因为它的光强度很低,所以有时肉眼无法检测到。
彩虹实际上不会出现在空中的特定位置。这是观察者看到的一种光学现象。彩虹的位置会随着观察者的变化而改变。当观察者看到彩虹时,它一定是在太阳的相反方向。事实上,彩虹拱门的中心是由水滴反射的太阳放大图像。所以彩虹里面的天空比彩虹外面的天空更亮。彩虹拱门的中心位置只是观察者头部阴影的方向,彩虹本身在观察者头部阴影和眼睛之间的线上方40°到42°。所以当太阳在天空中超过42度时,彩虹的位置在地平线下是看不见的。这就是为什么彩虹很少在中午出现。
彩虹从一端到另一端横跨84°。对于普通的35毫米相机,需要一个焦距小于19毫米的广角镜头,才能在一帧内捕捉到整个彩虹。如果你在一架飞机上,你可以看到彩虹将是一个完整的圆而不是一个拱形,圆心彩虹是飞机的方向。