為什么彩虹是弧形的科學(xué)故事

夏日午后，太陽位于西方，暴雨過后，空氣中還留有大量的小水滴。當(dāng)我們面向東方，便看到了天空中圓弧狀的彩虹。這是因?yàn)殛柟獯┰搅舜髿猓驏|通過了我們的頭頂，碰到了從暴風(fēng)雨落下的水滴，發(fā)生了色散。白色的陽光其實(shí)是多種顏色的光混合而成，通過小水滴折射以后，不同顏色光因偏折角度不同而被分開，形成了七色彩虹。如果我們再看仔細(xì)一點(diǎn)，就會發(fā)現(xiàn)當(dāng)一道光束碰到了小水滴時(shí)，會有兩種可能的路徑：一種可能是直接透射過去，還有一種更有趣的可能，光束從小水滴的前表面邊緣入射到小水滴內(nèi)部，在進(jìn)入時(shí)水滴內(nèi)部由于折射而產(chǎn)生偏折，當(dāng)光束到達(dá)小水滴的后表面發(fā)生全反射，又折回水滴內(nèi)部，再從小水滴前表面離開，而這束面對我們已經(jīng)發(fā)生了色散的光束就是形成彩虹的光。

光穿越水滴時(shí)偏折的程度，由光的波長，也就是光的顏色決定的。其中紅色光的波長最長，它在水中的折射率最小，經(jīng)過反射后偏折角度最大，是42°。橙色光與黃色光次之，依此類推，偏折角度最小的是紫色光，只有40°。所以每種顏色在天空中出現(xiàn)的位置都不同。

為什么彩虹是弧形的科學(xué)故事點(diǎn)評

如果我們用一條假想線，連接我們的眼睛和太陽，那么在空間中與這條線呈42°夾角的點(diǎn)，就是紅色光所在的位置。這些不同的點(diǎn)連接在一起，會勾勒出一個(gè)圓圈。既然藍(lán)色與假想線只呈40°夾角，所以彩虹的內(nèi)側(cè)總是藍(lán)色的，而外側(cè)總是紅色的。事實(shí)上如果條件正確的話，可以看到整圈圓形的彩虹。我們所看到的圓弧是被地平線遮擋了彩虹圓圈的下半部分。站在地上看不到圓形的彩虹，但當(dāng)天空出現(xiàn)彩虹的時(shí)候，你迅速乘上飛機(jī)或熱氣球等飛行器騰空而起的時(shí)候，可以看到彩虹和你一起騰空而起，展現(xiàn)出一個(gè)完美的七彩圓圈。