彩虹为什么有7种颜色(彩虹的出现是什么原理)

2024-04-29 常识 86阅读 投稿:旧梦

彩虹的原理

一、彩虹为什么有7种颜色

彩虹是气象中的一种光学现象.当阳光照射到半空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱.彩虹七彩颜色,从外至内分别为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.其实只要有空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象.彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现.这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗.而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹.晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色.。

二、彩虹的出现是什么原理

彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。

阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。

造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次,总共经过一次反射两次折射。因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,红光的折射率比蓝光小,而蓝光的偏向角度比红光大。

由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一样,颜色的层递顺序也正好反过来。

彩虹意旨光线经过两次折射一次反射,霓虹则是光线经过两次折射两次反射。 扩展资料: 当彩虹出现在水面的物体上时,来自不同光路互补的两个镜弧可能分别出现在水面上和水面下。

它们的名称略有不同,如果水面是平静的被反射虹将呈现镜像出现在水面的地平线下方。阳光在抵达观测者之前首先受到雨滴的偏折,然后经过水面的反射。

被反射虹,至少是一部分,经常可见,甚至在小水坑都可见。 参考资料:百度百科-彩虹。

三、彩虹形成的原理是什么

彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,造成色散及反射而成。

阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。

造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。

由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。 其实只要有空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象。

彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗。

而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。

在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹。 空气里水滴的大小,决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄。

空气中的水滴大,虹就鲜艳。也比较窄;反之,水滴小,虹色就淡,也比较宽。

我们面对着太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见,只有乘飞机从高空向下看,才能见到。

虹的出现与当时天气变化相联系,一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天。东方出现虹时,本地是不大容易下雨的,而西方出现虹时,本地下雨的可能性却很大。

彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。

造成彩虹的光学原理很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。

两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色。

副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已。苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。

笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。

他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。

彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变。

当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像。

所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部影子的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。

因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而不可见。这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因。

彩虹由一端至另一端,横跨84°。以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。

倘若在飞机上,会看见彩虹会是原整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。 晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现。

由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色。

四、彩虹形成的原理是什么

彩虹,我们并不陌生。

每到雨后天晴;就会看到一道美丽的彩虹 架在半空中。也因此,彩虹给我们带来了很多神奇色彩,就如它所散发出来的七色光一样。

:彩虹是一种光的现象。每当雨后天晴之后,我们往往会看到彩虹。

由于这是人们时常看到的一种自然现象,所以我们只能够体会到它的美丽,却没有充分地认识到它是一种光的现象。 在上物理课的时候,会做一种光的色散的实验也许还有多的 人不知道,彩虹令许多著名的数学家产生了浓厚的兴趣“最令我们所熟知的,就是微积分的创始人牛顿。

他使用三菱镜将照射在上面的内 光分散,不同颜色的光就被折射了出来。我们在课堂上也可以做同样效果的实验。

实验的用具很简单,就是一个三棱镜,过程就是;让一束白光穿 过狭缝射到棱镜的一侧面,通过棱镜后,前进方向改变,在内色光屏上会看到所形成的彩色光带,一共是七种颜色,顺次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。当我们仔细观察彩虹,也会注意到,这个三棱镜所折射出的色彩与彩虹的颜色很相似。

但是,这并不难理解,因为彩虹往往会在雨后 的时候才会出现。:一场雨过后,空气中还飘浮着大量的小水滴。

当太 阳出来的时候,这些小水滴还没有完全被蒸发掉。光照射到这些小水滴上,一个个小水滴就像棱镜似地把白颜色的光给分解了,我们就看 到七种单色光。

同三棱镜一样,这是小水滴对阳光起分光色散的作用。具体的过程是这样的:光线在小水滴内产生分光现象,各种颜色的 光同时在小水滴间继续传播,遇到水滴的另一界面时,就被反射了回来,重新经过小水滴内部,出来时再一次发生折射,才能回到空气中。

这样, 阳光的光线就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。 天空中美丽的彩虹是光集中在一起的成果。

当空气中的小水滴数 量很多的时候,阳光照射到这些小水滴上,经过反射和折射作用,再分射出来,就形成了我们所看到的彩虹。关于彩虹的探索,不仅牛顿对其进行过分析,解析几何的创始人 笛卡尔从几何的角度对几何进行了解释。

。通过圆的一些性质,笛卡尔 发现,阳光和彩虹之之间的夹角大约是在41 ~ 42 °之间。

虽然笛卡尔 没有解释关于彩虹的颜色问题,但是,通过现在的数学方法可以证明, 折射率与光的颜色是由非常紧密的关系的。现在我们可以知道,彩虹永远会出现在太阳的对面,视角(从地 面至虹顶的角度)大约为42度。

在中午前后的时候,太阳的角度很 大;接近日出或落日的时候则太阳的角度很小,所以,我们不太容易看到彩虹。彩虹是阳光经过小水滴反射进入我们眼睛的,所以朝虹见彩虹不是只出现一条,有时在彩虹的外边,我们还能看到另一条 彩虹。

颜色顺序与这条彩虹恰好相反,色彩也较暗一些,这条彩虹叫做副虹。 在地平面上,我们看到的主虹与霓都是半圆形的,内紫外红 的是主虹,内红外紫的是副虹,副虹又被叫做“霓”。

霓的视角大约 51° ,它的成因与主虹是基本相同的。霓与主虹是同心的圆弧,两个彩虹之间的天空比较暗淡,虹内、虹外的天空则比较明亮。

它的形成过程是:折射一全反射一全反射一折射。 也就是说,阳光在小雨滴中要经过两次反射和两次折射才会形 成这样的自然现象。

让我们难以想象的是,主虹与霓的全貌,却是一个完整的圆环。 我们只能够看到半圆,那是因为它们的下半部分被地面给遮住了。

只有在天气晴朗的时候,若是站在高山的顶上,或者是在飞机的机舱中 向下看,就能看到主虹与霓的真实面目了。

五、【彩虹是怎样产生的利用了什么物理知识】

彩虹是气象中的一种光学现象.当阳光照射到半空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱.彩虹的七彩颜色究竟是哪七种有不同的说法,中国最普遍的说法是(从外至内):红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.西方的说法是:红、橙、黄、绿、蓝、靛 (Indigo)、紫,源于科学家牛顿分解七原色后取的名字. 其实只要有空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象.彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现.这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗.而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹. 晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色,故此晚虹看起来好像是全白色. 原理 造成彩虹的光学原理彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,造成色散及反射而成.阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射.当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹.造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次.因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大.由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下. 双重彩虹,上方为霓,下方为虹很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓).副虹是阳光在水滴中经两次反射而成.两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外.因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色.副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已(参看). 彩虹其实并非出现在半空中的特定位置.它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变.当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向.彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像.所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部影子的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置.因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而不可见.这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因. 彩虹由一端至另一端,横跨84°.以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下.倘若在飞机上,会看见彩虹会是完整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向. 1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成.笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射.他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成.他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色. 后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现.。

六、【哪位大侠能解释一下彩虹主虹下面干涉虹产生的原理

霓霓 有时在虹的外侧还能看到第二道虹,光彩比第一道虹稍淡,色序是外紫内红.称为副虹或霓.霓和虹的不同点仅仅大于光线在雨点内产生二次内反射,因此光线通过雨滴后射到我们眼帘时,光弧色带就与虹正好相反.彩虹,简称虹,英文叫rainbow.在东北农村彩虹叫“绛”,东北音读作gang,去声.我记得小时候姥姥和母亲特别告诉我,雨后出现彩虹时(一般在早晨或者傍晚出现,很少在中午.夏天向天空喷一口水汽也能容易地生成小彩虹),不许用手指指点彩虹,否则不吉利,如家里面自己制作大酱的话,酱就可能烂掉.这可能是利用了谐音,具体原因我现在也不知道.当然我从小对那些说法就不信,也确实偷偷用手指指点过彩虹,好像什么异常也没有出现.通常说的彩虹一定是红色在外,紫色在内,呈弧形,弧高40~42度.这可以通过几何光学的折射和反射定律,及地球与太阳(别的光源也可以)的关系解释,简单说就是,太阳光线通过大量小球形的水珠时,发生折射和反射后到达人的眼睛,形成了色彩分开的虚像.频率高的光波折射的程度要大于频率低的光波,于是彩虹中红色在外,紫色在内,中间有各色光带.与彩虹相对的是“霓”,它也叫副虹,位于“虹”的外圈,一般不出现,或者即使出现亮度和鲜艳程度也不及虹.英文中,与霓对应的是“secondary rainbow”,也称二级虹、次级虹,弧高52~54.5度.“霓”的色彩正好与虹相反,即外圈是紫色,内圈是红色.霓的成因也与折射和反射有关,只不过它是二次内反射(double 或 twointernal reflections)的结果(所以亮度减少).严格说在主虹(即通常的虹)内侧,还有复杂的光学现象,要用到其他其他理论才能解释.据说Carl Boyer写过一本书《虹:从神话到数学》(The RainbowFrom Myth to Mathematics,1959),大概讲述人们认识虹的历史过程.历史上关于虹有大量描写和论述,好像朱熹就正确地指出过虹的形成与小水珠有关.在近代科学史上,笛卡儿(Rene Descartes,1637)和牛顿都专门研究过虹,有精确的解释.有趣的是,意大利的一位还用现象学的方法研究过虹,他做了许多现象学的实验,重现了几何光学关于虹的几乎全部实验结果.他试图表明,当年哥德的颜色理论也许还有用(那作者我忘记了,从网上能够找到).。

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