彩虹明明有无数种颜色,为什么偏偏说是七种
看完这篇你会知道彩虹的"七种颜色"其实是牛顿强行凑数的结果,而每个人看到的彩虹在物理上都是独一无二的
雨后抬头,一道弧光横跨天际,红橙黄绿蓝靛紫——你从小就被告知彩虹有七种颜色。但你有没有想过:真的只有七种吗?为什么不是六种、八种,或者干脆说"好多种颜色"?这背后藏着一个关于光、水珠,还有一个大科学家固执脾气的故事。
光为什么会"散开"成彩虹?
太阳光看起来是白色的,但它其实是一大堆颜色叠在一起的"混合体",就像把所有颜料搅在一起会变成深色浑浊一样,只不过光是往亮的方向叠。当阳光射进一颗小水珠时,不同颜色的光"脾气"不一样——红光最"懒",拐弯最少;紫光最"勤快",拐弯最多。这就像一队人过独木桥,高个子迈一大步就过去了,矮个子要迈好几小步,结果大家走散了,排成了一列。水珠就是那座独木桥,进去的时候光被折射一次,在水珠背面反射一次,出来时又折射一次,三次"拐弯"之后,各种颜色彻底分家,一道彩虹就诞生了。
颜色明明是连续渐变的,"七种"这个数字从哪来的?
说出来你可能要笑——"七"这个数字,很大程度上是牛顿拍脑袋决定的。牛顿用三棱镜做实验,最早他只分了五种颜色。后来,他特别迷信"7"这个数字,觉得颜色的数量应该和音乐的七个音阶对应(do re mi fa sol la si),于是硬生生把橙色和靛色塞了进去,凑成了七种。其实彩虹的颜色是连续渐变的,红和橙之间没有一条清晰的分界线,就像你把红色颜料慢慢往黄色里加,中间有无穷多种过渡色。所以准确来说,彩虹有无限种颜色,"七种"只是人类为了方便描述而做的一个约定。
那为什么彩虹是弧形的,而且红色总在外面?
彩虹是圆的——没错,是一个完整的圆圈,只不过地面挡住了下半部分,我们只能看到上面那道弧。站在飞机上或者山顶向下看,有时候真的能看见完整的圆形彩虹。至于颜色顺序,记住一个规律:红光拐弯角度小,所以"跑得远",出现在最外侧;紫光拐弯角度大,缩在最里面。这就好比百米赛跑,跑道外圈的运动员起跑线靠前,看起来冲得最远,其实大家跑的距离一样,只是角度不同。每一颗水珠都只负责把一种颜色送到你眼睛里,你看到的那道彩虹,是无数颗水珠分工合作的结果——你身边的人和你站的位置不同,他们看到的其实是另一道"不同的"彩虹。
下次看到彩虹,可以想一想:你眼中那道绚烂的光,世界上没有第二个人和你看到的完全一样——彩虹这件事,天生就是私人定制的。