⛅ 气象

雨后天空那道弯弯的彩色光带,究竟藏着什么秘密

看完这篇你会知道彩虹的颜色从哪来、为什么是弧形,以及为什么每个人看到的彩虹其实都不一样

刚下完雨,你抬头一看,天边挂着一条红橙黄绿青蓝紫的大弧形——彩虹!很多人觉得这不就是"雨后有彩虹"嘛,没啥好说的。但你有没有想过,为什么偏偏是这七种颜色?为什么是弧形而不是直线?为什么有时候还能看到两条叠在一起的彩虹?

阳光其实是个"伪装者"

我们平时看到的太阳光,感觉就是白色或者淡黄色的,平平无奇。但它其实是个"伪装者"——白光里头藏着七种颜色混在一起。你可以把它想象成一碗"颜色大杂烩"。正常情况下,这七种颜色乖乖混在一起,眼睛分不出来。但只要遇到合适的条件,它们就会"原形毕露",各自散开。

这个"合适的条件",就是光线穿过一种透明的东西时发生弯折——也叫折射。不同颜色的光弯折角度略有不同:红光最"懒",弯得最少;紫光最"积极",弯得最多。就像一群人排队过窄门,高个子和矮个子挤过去的角度不一样,出来之后就散开了。雨后空气里飘着无数小水滴,每一颗都像一个小小的"三棱镜",把混在一起的白光给拆开了。

水滴是怎么把光"拆散"又"弹回来"的

光线进入小水滴之后,经历了三个动作:先折射进去,再在水滴内壁反射一次,最后折射出来。就像你把一个球扔进一个圆形的房间,球碰到墙壁弹回来,再从门口飞出去——进去的方向和出来的方向不一样。不同颜色的光,出来的角度差了那么一点点:红色光大约以42度角出来,紫色光大约以40度角出来,其他颜色夹在中间。

正因为如此,当你站在地上抬头看,只有那些恰好以"正确角度"把光弹向你眼睛的水滴,才能让你看到对应的颜色。红色的那些水滴在高处,紫色的在低处,连起来就成了一条弧形的彩带。彩虹其实是无数颗水滴分工合作,每颗只"负责"把某一种颜色送进你的眼睛。

为什么彩虹是弧形的,而且每个人看到的不一样

彩虹是圆弧形,是因为满足"正确角度"的水滴,天然分布在以你眼睛为圆心的一个圆锥面上。地面挡住了下半部分,所以你只看到半圆弧。如果你站在高山上或者飞机上往下看,有时候能看到完整的圆形彩虹!

还有一件有趣的事:彩虹其实因人而异。你和旁边的朋友看到的彩虹,严格来说并不是"同一条"——因为你们站的位置不同,让光弹进你们各自眼睛的水滴也不同。你们各自看到的,是属于自己的那一道彩虹。这听起来有点哲学,但完全是真的。

下次看到彩虹,记得背对太阳看——彩虹永远出现在太阳的"对面",这是它的铁律。如果你看到了两条叠在一起的彩虹,注意观察:外面那条颜色顺序是反的,而且颜色更淡,因为光在水滴里多弹了一次,损耗更多。两条彩虹之间那片略暗的天空,天文学家给它起了个好听的名字,叫"亚历山大暗带"。