昨天(23日)傍晚,天空中的彩虹将帝都人民逼“疯”了!打开微博、朋友圈,小伙伴们纷纷表示不想和你废话,只想甩你一屏幕彩虹靓照。这股疯狂的劲儿甚至还被歪果仁注意到了。英国广播公司网站表示,啧啧,一道彩虹,放到北京都成了新闻。
想了很久还是决定晒图一张以表昨日见彩虹的激动之心。
哦不对,是两道,一道是虹,一道是霓。
讲真,离这场疯狂彩虹摄影大赛都快过去一天了,帝都人民也冷静下来了,该上班的上班,不上班的都去《守望先锋》看美臀了,这时候来科普彩虹,我原本是拒绝的。
但是,一切没有科学解释的拍拍拍行为都是耍流氓,本着大家下次再甩别人一脸彩虹美图时能顺带甩一点干货小知识的伟大目标,我还是决定来扒一扒你可能感兴趣的、关于彩虹的几个小知识。
咦,天上为什么有两道彩虹?
先来说一道彩虹是怎么出现的。
一句话:彩虹就是阳光在小水滴中发生“折射-反射-折射”后,投射到你眼中的彩色光波的集合体。
就像牛顿用三棱镜分解出了七色光(红橙黄绿蓝靛紫)一样,阳光以一定角度射入悬浮在空气中的水滴时,也会被分解出不同颜色的光波,而这些光波在水中的折射率不同,红光偏折最小,而紫光最大,所以高处水滴提供红光,低处水滴提供蓝紫光,最终我们看到就是红色在最外圈、蓝紫色在最内的色彩斑斓的彩虹。
左图为虹,右图为霓(图片来源:腾讯科技)
但是,如果光在水滴中多反射了一次,也就是“折射-反射-反射-折射”,那么彩色光波的排序就会恰好反了过来,这就是“双彩虹”中的霓了。由于在各个界面biu来biu去太多次,光线的能量有损失,所以我们看到的霓的亮度比虹要小很多。
江湖传闻,光还可以有更多次数的反射,从而出现三道杠三道彩虹甚至多道彩虹,但由于这些时候光线能量损耗太大、亮度更加弱,想看到那都是非常非常难的了。
2015年4月21日,纽约一女子拍摄到4道彩虹的罕见美景。(图片来源:中新网)
为什么彩虹是弯的?
上文说到,每种颜色的光波由于折射率不同,各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度大约是42度,蓝紫色光的折射角度约只有40度。
彩虹与人眼位置示意图(制图:任成英)
所以如果你画一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,并向你的面前延伸,那么与这条线呈40-42度夹角的地方,就是通常彩虹所在的位置。事实上,如果你有丰富的看彩虹经历,你会发现,越是靠近红色光波部分的彩虹,色彩越是明显,反之,越是靠近蓝紫色部分,色彩越是黯淡。所以,我们一般用红色光波的42度左右夹角,来找彩虹位置。
彩虹即为这个圆锥体的底部圆弧。(制图:任成英)
现在,有无数平行光线在水滴中射入射出,而最终能投射入眼睛、被你看到的,则是与平行入射光线成42度左右的光束集合体,于是,我们得到了一个以你的眼睛为顶点的圆锥体,而这个圆锥底面的圆弧就是彩虹啦!但是由于有地平线的遮挡,我们大多数时候看到的彩虹就只能是半弧形的了。从这个意义来说,我们每个人看到的彩虹都是阳光“现做现卖”的专属彩虹。
但是也有例外,比如我们可以上天呀!网上就曾流传有一张据说是跳伞者从半空中拍摄到的环形彩虹,怎么回事呢?
(图片来源:果壳网)
翻转一下,就看到圆环彩虹了
把那张圆锥体的图翻转一下你就能明白了,而且只有当太阳高度角为90度时,你才能在“合适的高度条件+合适的水汽条件”下看到正圆形彩虹。如果你有幸拍到了它,那么你绝对可以在微博发一条“看见圆环彩虹的人会幸福一辈子,转发幸福的人也会幸福一辈子”,相信我转发一定很高。
终极命题:如何捕捉彩虹?
讲了半天,可能你们最后只关心一个问题:看彩虹的when、where、how。
太阳高度角越高,地面上的人越不容易看到彩虹,所以清晨或傍晚更容易见彩虹。(图片来源:果壳网)
考虑到我们大多数人只能脚踏实地地望天,所以我们更容易在清晨或傍晚太阳高度角比较低的时候与彩虹邂逅,尤其傍晚。要知道,夏日午后对流雨多,而雨水过后,大量水滴悬浮空中,到傍晚太阳光斜射水滴,就最容易见彩虹啦。当然这还和有大气透明度啊、光线穿透力啊、水滴大小等等因素有关。
总之,当一切条件都达成,只要你背对夕阳,抬头望向阳光与你成42度夹角的天空,你就会邂逅那一抹专属于你的彩虹。
最后,别问我为什么气象局不做彩虹预报,要是彩虹都能预报了,那生活还有什么惊喜?!
(来源:中国天气网)
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