关于彩虹你不知道的20件事

秋菊　玉琳

在飞机上拍到的彩虹

在佛罗里达州上空出现的彩虹云

1.为什么有那么多关于彩虹的歌？也许是因为这一美丽而短暂的神秘气象现象激发了我们内心的浪漫，也许是因为没有人看到相同的彩虹。

2.想象一条来自太阳的假想线，在你身后的某个地方，连接你的后脑勺、眼睛和太阳，并向你的面前延伸，那么与这条线呈40～42度夹角的地方，通常就是彩虹所在的位置。你看到的任何彩虹都会围绕着这个轴。

3.事实上，如果你有丰富的看彩虹经历就会发现，越是靠近红色光波部分的彩虹，色彩越是明显，反之，越是靠近蓝紫色部分，色彩越是黯淡。所以，我们一般用红色光波42度左右的夹角，来找彩虹的位置。

4.由于不同颜色光的波长都不相同，所以彩虹实际就是可见光的色散，介质就是雨后天空中的水滴。当阳光（包括所有波长的可见光，一起显示为白光）在水滴中穿过时，就会产生彩虹。

5.一部分光被水滴的外表面反射，但其余的光线则随水滴倾斜。因为水的密度比空气大，所以会发生折射。当光进入液滴时，它的传播速度会变慢并改变方向。（想想如果你在高速公路上超速行驶，而沥青路面突然变成有泥浆的土路，会发生什么。）

6.一旦进入水滴内部，光线就会被水滴背面的内表面反射回来，然后再次折射，当光线从水里出来并回到空气中时，就会发生弯曲。因为液滴是球形的，它的表面是不平行的，所以这些发出的白光会分散成多种颜色。简明来说彩虹就是阳光在小水滴中发生“折射一反射一折射”后，投射到你眼中的彩色光波的集合体。

7.就像牛顿用三棱镜分解出了七色光一样，阳光以一定角度射入悬浮在空气中的水滴时，也会被分解出不同颜色的光波，而这些光波在水中的折射率不同，红光偏折最小、紫光最大，所以高处水滴提供红光，低处水滴提供蓝紫光，最终我们看到就是红色在最外圈、蓝紫色在最里面的色彩斑斓的彩虹。颜色分别是赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

8.但是，如果光在水滴中多反射了一次，也就是“折射-反射-反射-折射”，那么彩色光波的排序就会恰好反了过来，这就是“双彩虹”中的霓了。由于在各个界面往返太多次，光线的能量有损失，所以我们看到的霓的亮度比虹要小很多。

9.彩虹的颜色层次是连续的，没有明显分色。然而，人类喜欢整理事物，包括颜色，以使它们有意义。研究人员认为，这就是为什么我们的大脑会把弓形光谱分成不同的波段的原因。人眼看到条纹的确切机制，以及它究竟是在大脑还是在眼睛中，仍然是未知的。

10.一个人在彩虹中“看”到的颜色的数量取决于预期，而预期是文化的产物。在大多数现存绘有彩虹的中世纪手稿中，彩虹的颜色一般只有三色，最多不超过五色，其色层的排列顺序也常与自然顺序相异。

11.亚里士多德只写过彩虹中的三种颜色：红色、绿色和紫色。一些早期的伊斯兰学者也看到了三色彩虹，但它是红色、绿色和黄色。巴多罗买受到亚里士多德等人的影响，认为彩虹应为四色，对应地、火、水、风四大元素。

12.中世纪的原始科学家罗杰·培根描述了五种颜色。培根认为彩虹本身应当为红、蓝、绿。直到17世纪，艾萨克·牛顿爵士将彩虹中的感知颜色与西方音乐音阶中的音符联系起来，欧洲科学家才认同彩虹有七种颜色。

13.另外要注意的是：彩虹其实并不像人们想象的那样是半圆形的，而是一个完整的圆。也就是说，彩虹并没有起点，也没有终点。彩虹的圆心就是太阳与地球的垂直连线的中点，而最终能投射入眼睛、被你看到的，则是与平行入射光线成42度左右的光束集合体。而剩余的部分在地平线下，所以人们看不到。但是也有例外，比如在天上就可以看见较完整的彩虹！

14.幻日是大气的一种光学现象，在天空出现的半透明薄云里面，有飘浮在空中的六角形柱狀的冰晶体，有时会整齐地垂直排列在空中。当太阳光射在这些六角形冰柱上时就发生了非常规律的折射现象，先折射到太阳周围，再射到人的眼睛里，看起来很像多个太阳，这是阳光经过冰晶折射后所产生的光象，当高空密布冰晶时，常可在太阳的左右方见到一抹七彩的光影。

15.火焰彩虹云与彩虹一点关系也没有，它不是火也不是彩虹，但绝对是极为壮观的自然景象。据美国国家航空和宇宙航行局表示，火焰彩云的学名叫做彩虹云，是一种非常罕见的自然现象，这一现象是由于云层中聚集了大量均匀大小的水滴而造成的。这些云层以相似的方式衍射了太阳光，然后析出不同波长的太阳光。

16.这使它们看起来有点像彩虹的七彩光芒，这些七彩光芒就是由于发生了衍射才形成的，而也是由于衍射现象才使得彩云的颜色从蓝色到绿色到红色到紫色再到绿色，变幻无穷。尽管彩虹云具有彩虹般的光芒，但与彩虹形成的方式却是不大一样的。彩虹是由于发生了折射和反射现象而形成的，而彩虹云是由于发生了衍射现象才形成的。

17.彩虹之所以在神话中占有一大席位，是因为它的美及它是一种难以理解的神奇现象。直到伽利略的关于光的特性专著出现之后，人们才能解释彩虹这种现象。在中国神话中，女娲炼五色石补天，彩虹即五色石发出的彩光。

18.在西方，希腊神话中，彩虹是沟通天上与人间的使者;在爱尔兰民间传说中，矮精灵将宝藏收于彩虹的尽头;印度神话中，彩虹是雷电神“因陀罗”的弓;北欧神话中，彩虹桥连接神的领域“亚斯格特”和人类居所“中土世界”。根据圣经，彩虹是神向人类许诺他永远不会再淹没地球的承诺的标志。

19.在古代，西方流传着基督教，对那些教徒而言，光是非常神圣的东西，他们将光看成是上帝的产物，认为世界上最初诞生的东西就是光，是光孕育了人们。所以信徒们也将光当成是宣扬教义的工具。

折射将光分解为多种颜色

幻日和环绕太阳的光晕虽然是美丽的，但它们不是彩虹。

三色虹，上帝与诺亚以虹为约（6世纪手稿）。

20.罗杰·培根是一个基督教的教徒，但同时他也是一位伟大的光学研究者。他将人们一直认为的圣物用科学解释，并且证明了其是自然的产物，但是人们不管他当众做出何等惊人的实验，只听到他否认了神迹，教徒将他囚禁起来，整整关押了二十年，但是他依旧没有放弃研究，他在狱中的论文也流传下来。