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沪ICP备号-1这图中所说的“从天上往下看的彩虹”是真的... | 问答 | 问答 | 果壳网 科技有意思
这图中所说的“从天上往下看的彩虹”是真的吗?
tumblr的一位网友发了一张照片说,原来从高空上往下看,所看到的彩虹是长这样的:
无机化学研究生,天文爱好者
首先,附图肯定不是彩虹。彩虹有固定的视角和形状,即便从上空往下看,彩虹仍然是弧形,不可能出现类似“俯视图”的视角。彩虹是由阳光经过空气中的水滴,途径射入-折射-反射-折射-射出这样一条路径,导致组成阳光的不同色光发生色散而形成的。笛卡尔研究了阳光射入水滴后射出的各种路径,发现与原来方向成42°夹角这一方向射出的光线最多最密集,这也就是彩虹的形成原理。因此,彩虹是角半径恒为42°的一个圆弧,并且一定出现在背向阳光,面向水滴的方向,这条规律在任何时候都成立。如果阳光在水滴内部发生两次反射,还会形成另一条彩虹——霓,霓的角半径恒为51°,色彩排列与虹相反,并且亮度和色泽都要黯淡一些。明亮的月光也能形成彩虹,在有水面反射阳光时,还会形成与主虹高度相异的反射虹。当水滴直径小于一定程度(如云滴和雾滴)时,折射出的彩色光带衍射而发生重叠重新合成白光,看到的是白虹。虹与霓的形成机理以及水滴直径对虹的颜色影响情况。(图表来自《虹·晕·宝光》及《大气光象研究》)在阿拉斯加拍摄的虹与霓。瀑布水雾折射月光形成的月虹。主虹和阳光与水面反射形成的反射虹。从地面上看到的白虹。那么,从飞机上看彩虹,到底应该是什么样子呢?先上图。这张照片是跳伞者从半空中拍摄的,可以看到一个完整的环状彩虹。但是,飞机上看到的彩虹并非每次都是完整的环状彩虹。跳伞者的高度较低,离地表较近,雾气中水滴较大,能够形成彩色虹。但飞机位于高空,高空中云滴的直径通常很小,因此通常看到的是白虹。不仅如此,只有当太阳位于天顶时才能看到标准的圆环状虹,当太阳高度角大于42°小于90°时,看到的是椭圆形虹;当高度角小于42°时,看到的则是双曲线弧段了。最后友情提示一下,虹、晕、华以及光环(宝光/佛光)的形成机理各不相同,混为一谈是错误的。贴一页《虹·晕·宝光》对飞机上观察到的白虹的讨论:
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