在水滴內經過壹次反射的光線,便形成我們常見的彩虹(主虹);若光線在水滴內進行了兩次反射,便會產生第二道彩虹(霓)。
1、虹的形成:
壹束平行的太陽光沿圖中方向射入空中的壹小水滴時,由於折射而進入到水滴中且同時發生色散,然後經過壹次反射再從水滴射出。由於紅光在水珠中的折射率最小使其出射光線與入射光線成42度,而紫光在水珠中的折射率最大使其折射光線與入射光線成40度。
人眼按直線追溯射入眼中的光線射來的方向看到偏折較小的紅光出現在“虹”的最外側,而折射率最大的紫光出現在“虹”的內側。
2、霓的形成:
當壹束太陽光射入壹小水滴發生折射而在水滴內發生兩次全反射時,折射率小的紅光的出射光線方向與入射方向成50.6度。折射率大的紫光的出射方向與入射方向成53.6度。人眼根據視覺的直線特性而將觀察到射出水滴後的光線在空中形成外側成紫色而內側成紅色的彩色分布。
由於太陽光經過水滴後發生兩次反射的情況較發生壹次反射的光能量損失很多,因而“霓”的亮度比“虹”的亮度暗得多,故又將其稱作副虹,而且副虹位於主虹之上,副虹下面才是主虹。
主虹中顏色的分布為外紅內紫,副虹的顏色分布為外紫內紅。人們通常觀察到天空中的彩虹主要是主虹而副虹因為太暗壹般不容易被人們觀察到。
擴展資料
反射虹和被反射虹
當彩虹出現在水面的物體上時,來自不同光路互補的兩個鏡弧可能分別出現在水面上和水面下。它們的名稱略有不同,如果水面是平靜的被反射虹將呈現鏡像出現在水面的地平線下方。陽光在抵達觀測者之前首先受到雨滴的偏折,然後經過水面的反射。被反射虹,至少是壹部分,經常可見,甚至在小水坑都可見。
當陽光在抵達雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面夠大,整個表面也是平靜的,並靠近雨幕,反射虹便可能出現在地平線之上。它與正常的彩虹交會在地平線處,並且它的弧會在天空的較高處,因為它的中心在地平線之上,而正常彩虹的中心在地平線之下。由於需要上述條件的配合,反射虹是很罕見的。
如果反射的弧再被反射,並且霓反射弧和他的反射弧同時都出現,同時出現6條(或是8條)彩帶也是可能的。
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