彩虹是太阳光通过雨滴发生折射、反射后形成的自然光学现象,其形成需满足以下条件:
阳光与水滴的相互作用
太阳光由多种颜色光混合而成,当照射到雨滴时,不同波长的光因折射率不同而发生色散。红光折射率最低,蓝光折射率最高,因此折射后蓝光偏折角度更大。
折射与反射过程
光线进入水滴后先折射一次,然后在水滴背面反射,最后离开水滴时再次折射。
反射过程中,蓝光因折射角度大,偏折更显著,形成彩虹的蓝色外层。
观察角度与位置
观察者需背对太阳,且阳光与水滴的夹角需在40-42度之间(即太阳高度角约42度时),此时反射光进入人眼形成彩虹。
雨后初晴时,空气中的水滴分布均匀,易形成完整彩虹;若水滴过大或过小,彩虹会变窄或褪色。
彩虹的形态与颜色
彩虹呈半圆形,红光位于外层,依次为橙、黄、绿、蓝、青、紫。水滴大小影响彩虹的宽窄和色彩鲜艳度。
总结 :彩虹是阳光与雨滴共同作用的结果,通过折射、反射及特定角度的观察才能呈现。