美丽多彩的虹霓
下附沿的天空,常常出现美丽多彩的虹,吸引看大家的注盘。其实,虹的现象倒不一定在存雨的时候才能看到。譬如说,当你在欣尝喷泉中喷起的水珠时,阳光从你的背后射来, 也可以在你的面前出现一道彩虹。
虹发去的塬因是由于白色的阳光在一定的条件下分散的结果。阳光通过叁梭镜(把玻璃磨成叁角柱体)时,白色的光线就被三梭镜分散成许多不同的颜色。原来,光綫从空气射入三稜镜时有一次曲折,再从三稜镜内射出时,又有一次曲折,而阳光是由各种光綫组成的,各种光綫的曲折幷不相同,有种比较大,有些就比较小。因此,我们在三稜镜后面看到的就不是 塬来混合的白光,而是按着一定次序分散幵的各色各样的光线了。
叁援激把阳光分散成多色的光綫,是靠着玻璃对阳光的折 射;但是自然界中的彩虹却靠着什么使阳光分散呢?
原来,阳光投射在空中的水珠上时,经过水珠的表面以后,就曲折了;然后,光綫从水珠的内壁反射过来,再重复地折射出去。光綫经过这两次折射以后,就和经过叁稜镜一样, 被分散成多种的彩色了。
要看儿彩虹,覌察的人必定站在太阳和折射阳光的雨滴之间,背向着太阳。这样,彩虹上位置最高的水滴所折射的光线,我们只能看见红色(其他各色折射到比较低或离水滴比较近的地方去了),因为它折射得最小。在下面的水滴中,我们只能看见橙色,接着就是黄色、绿色、靑色、蓝色,一腹到紫色。从这些相邻的雨滴中反射出来的光綫就形成了一条由红到紫的彩色光带。
但是,彩色的虹又为什么是弧形的呢?你可以这样设想: 假如有这么一只大圆规,圆规的~一条腿从太阳通过你的眼晴, 另一条腿从太阳插到刚才我们说过的那些会折射隄光到你的眼睛的雨滴上(也就是说,这条腿代表射入这些雨滴的阳光的路 径)。这样,用通过眼睛的那条腿为中心,在另一条腿画成的圆弧上的每一颗水滴,它们对于太阳和覌察者的角度关系都是 相同的。因此,从红到紫的彩色光带,就被画成了同一圆心的彩色的光弧了。
这样,我们也就明白:为什么太阳在接近地平綫的时候,我们能看见差不多半个圆形的彩虹。在太阳远离地平綫的时候, 虹却慢慢地变小了。而当你在空中飞行的时候,就可以看见整个的圆虹。当然,这种现象,幷不是一两次航行中就能见到的。
有的时候,你町以看见两条虹在天空同时出现,但是另外 —条虹(叫做副虹或霓)的顔色排列的次序却跟主虹相反一紫色在上,红色在下。这是什么塬因呢?
原来太阳光在产生普通的虹的水滴上面的另外一些水滴中作了两次的反射。在单次反射后射入 拟帘的是红色光綫的位置,在两次反射后却是紫色光綫。因此,上面的虹和下面的虹,它们的顔色次序就完全顚倒了。
光綫在水滴中进行两次反射后散失的光比较多,所以上面 的一条副虹(霓)总是要比下面的一条主虹要暗淡一些。、
虹霓跟太阳或月亮周围的大朵圈幷不一样。量圈也有彩色,伹它不是由水滴折射来的,而是由于光线通过高空云层中的水晶而折射到我们的眼睛中的。很多人把量圈叫做风圈,是有道理的:原来产生泶圈的高云往往带来越来越低沉的云层, 而这种低云常伴随着风雨等坏天气,所以人们就把晕圈看成是天气变化的前兆了。