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绚烂的虹霓

时间:2019-03-07 09:11:16  来源:新华网 放大 缩小 默认

  雨过天晴,我们有时可以在天边看到七彩的“拱桥”,也就是虹霓。虹霓是一种绚烂多姿的自然现象,它分为两种,一种是“霓”,一种是“虹”,它们往往相伴相成,给蓝天缀上七彩的光芒。

  虹霓是由太阳光射到球形雨滴上,经雨滴折射、色散、内反射的综合效应所产生的。如果我们拥有足够的观察条件,就可以看到两个圆弧形。里面的太阳光经雨滴一次内反射、两次折射而形成的叫做主虹,通称为虹,颜色为外红内紫,比较明亮,可以比较清楚地观察到;外面的太阳光经雨滴两次反射、两次折射而形成的叫做次虹,通称为霓,颜色和虹恰好相反,外紫内红,比较暗淡,通过肉眼观察到的霓比较模糊。

  为何我们通常见到的彩虹总是有虹无霓呢?这是由于光线在水滴内反射的同时,不少光线会沿着折射方向穿透水滴,内反射的次数多了,剩下的光流就会显得微弱。因此,“虹霓共灿”的现象比较罕见。

  虹霓总是在夏季的雨后出现,而冬季却很少可以看到。因为夏季天气多变,经常会出现雷阵雨。雨后初晴时,太阳光穿过云层,水分蒸发较快,再加上雨后天空尘粒减少,能见度提高,很容易就会折射出七彩虹霓。而冬季天气寒冷,多连绵阴雨,温度较低,水分蒸发较慢,再加上雨后太阳不会立即出现,因此,冬季雨后天空中不会像夏季那样湿润,充满水汽和小水滴,也就难以出现虹霓。

  在虹和霓之外,还有一些较为暗淡的、偶尔才能被观察到的彩带,被称为附属虹。这种附属虹的形成原理,不仅需要用几何光学来说明,还要考虑到光的波动性,以及干涉、衍射的相关原理。附属虹一般会出现在主虹内侧,在副虹外侧出现的情况很罕见。当雨滴直径较大时(大于1毫米),附属虹的数量可达到5条,第一条与主虹复合,后面依次类推。当雨滴直径较小时,形成的附属虹数量也会随之减少。

  在古代神话中,由于科学知识的匮乏,虹霓常被披上一些传奇色彩。其实掌握了相关科学原理,我们就会知道,虹霓是一种有科学依据的大气现象,可以带给我们美的享受。

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