彩虹之所以呈现彩色,是由于太阳光通过水滴时发生折射和反射的光学现象。具体原因如下:
光的色散现象
太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同波长的光组成,当光线进入水滴时,因折射率不同,不同颜色光的偏折角度存在差异。红色光折射角度最小,紫色光折射角度最大,导致光被分解成单色光谱。
折射与反射过程
光线进入水滴后发生第一次折射,根据色散规律分解为单色光;
单色光在水滴内部反射(以40-42度角反射强度最大);
反射后再次折射出水滴,形成彩虹。
人眼感知结果
由于观察者位于水滴后方,看到的是反射光逆向排列的七彩光谱,因此形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序。
补充说明 :
彩虹颜色过渡为渐变而非明确分隔,例如绿黄之间存在黄绿、深黄绿等中间色调;
副虹(霓)因二次反射形成,颜色顺序与主虹相反(红外紫内),且通常较暗。