彩虹能形成一个圆圈吗?关于彩虹物理学的有趣事实

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彩虹能形成一个圆圈吗?– Henry D.,7 岁,马萨诸塞州剑桥


传说每条彩虹的尽头都藏着一罐金子。但彩虹真的有“尽头”吗?我们能到达它吗?

大多数人一生中只将彩虹视为天空中的彩色拱门,但这只是真正的彩色圆圈的一半。

通常,当您观看彩虹时,您前面的地球地平线隐藏了圆圈的下半部分。但如果你站在一座山上,你可以看到上面和下面,太阳在你身后,有雾气或刚刚下过雨,那么你很有可能会看到更多的彩虹圈。

A rainbow in the mist below a waterfall in Iceland.
彩虹看起来有多饱满部分取决于您在观看阳光照射瀑布薄雾时所站的高度。 沃尔夫冈·凯勒/LightRocket 来自 Getty Images

然而,要看到完整的圆圈,您必须乘坐飞机,真正位于云层之上。或者你可以创造自己的彩虹。我是 物理学家, ,我将在一分钟内解释如何做到这一点。

彩虹是怎样形成的

彩虹形态 当阳光从你身后照射到你面前数百万个微小的圆形水滴并反射回你的眼睛时。

当阳光以一定角度照射到水滴时,它会弯曲到水中并分离成一系列颜色。科学家 称光的弯曲为“折射””。颜色是分开的,因为光的每种“颜色” 以不同的速度行驶 在水中,或者任何光可以穿过的透明材料,例如棱镜中的玻璃。

当颜色撞击水滴的后壁时,角度太小,无法弯曲到空气中,因此它们反射回水滴并返回到其入口壁。从那里,颜色可以再次弯曲到空气中并到达您的眼睛。

英国气象局解释了光在水滴或棱镜中如何折射或弯曲。

当你观察这些水滴时,不同的颜色恰好以稍微不同的角度聚集在一起,每种颜色形成了 圆锥体的圆边 将眼睛放在圆锥体的尖端。而且,瞧,你有自己的个人彩虹。

将颜色发送到您眼睛的水滴无法将它们发送给其他任何人,因此即使您附近的每个人在远处看到相同的彩虹,每个人实际上看到自己的略有不同的彩虹。这一切都在情人眼中。

为了形成彩虹,水滴的形状必须非常接近球体,以便所有水滴都能弯曲并和谐地反射颜色。这种情况发生在非常小的水滴上,例如细雾,或者刚刚阵雨过后,空气刚刚潮湿时。随着水滴变大,重力会扭曲它们的形状,彩虹就会消失。

An elephant in water closes its eyes while the photographer captures a rainbow across its trunk and forehead.
尽管这头大象看起来像是沐浴在彩虹中,但大象不会以同样的方式看待它。 麦兹·克劳斯·拉斯穆森/Ritzau Scanpix/法新社

彩虹实际上并不存在于它看上去的地方,就像你在镜子中的图像一样。所以,我很遗憾地说你永远无法真正到达彩虹。而且,唉,没有人能找到那一桶金。

但你可以 创造你自己的彩虹.

如何创建和观看圆形彩虹

您在夏天可以尝试的一项实验是使用“雾”设置打开喷水软管。记得让阳光在你身后。如果你在你面前创建一个细雾屏幕并看着你的影子,你可能会看到彩虹。

A young boy plays in a fountain, with a rainbow overhead.
这可能需要一些工作,但你可以在薄雾中看到自己的全圆彩虹。 加里·赫肖恩/盖蒂图片社

看到颜色并不难,但要看到完整的圆,你需要一些耐心和练习,就像科学家一样。

因此,下次乘坐飞机时,请选择靠窗的座位。如果您在云层上方飞行,请留意飞机在云层上的小阴影。这意味着太阳在你身后。

云是微小的水滴,因此您很可能会在飞机的阴影周围看到一个小圆圈。这种现象是 绰号“飞行员的荣耀”,”因为一直飞行并且在驾驶舱视野良好的飞行员有更好的机会看到它。

An airplane
您在飞机阴影周围看到的圆形彩虹被称为“飞行员的荣耀”。 马修·斯特劳布穆勒/Flickr, 抄送

如果你真的迫不及待想看看它是什么样子,那就有 总是在互联网上.


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