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刷屏的“雙彩虹”究竟是怎么形成的？雙彩虹其實(shí)是霓和虹

2020-09-08 15:02:06來源：科技日?qǐng)?bào)

9月3日，北京喜現(xiàn)雙彩虹美景在朋友圈刷屏

。雖然彩虹是一種很常見的自然景象

，但即便如此，每當(dāng)雨后天空中升起美麗的彩虹時(shí)

，仍能吸引大家的...

9月3日，北京喜現(xiàn)雙彩虹美景在朋友圈刷屏。雖然彩虹是一種很常見的自然景象

，但即便如此，每當(dāng)雨后天空中升起美麗的彩虹時(shí)

，仍能吸引大家的目光

，而極為少見的雙彩虹更是足夠“吸睛”。

那么

，雙彩虹究竟是怎樣形成的?為什么很多時(shí)候

，我們只能看到一道彩虹?科技日?qǐng)?bào)記者采訪了湖北省農(nóng)業(yè)氣象專家黃智敏，就這些問題一一作了解答

。

雙彩虹其實(shí)是霓和虹

黃智敏說

，空氣濕度較大時(shí)

，空氣中的水汽可以看做是無數(shù)個(gè)小水滴。當(dāng)太陽光射入小水滴時(shí)

，會(huì)發(fā)生兩次折射和一次反射

，即“折射—反射—折射”現(xiàn)象。

太陽光是由紅

、橙

、黃、綠

、藍(lán)

、靛、紫7種顏色組成的

，當(dāng)照射到水滴上時(shí)會(huì)出現(xiàn)第一次折射

，由于這7種顏色光的波長(zhǎng)不同，它們的偏向角度也會(huì)不同

，這時(shí)太陽光就會(huì)分解為7種單色光;折射后的單色光到達(dá)水滴的背面后

，會(huì)按照反射規(guī)律發(fā)生反射;反射后的單色光將回到入射水滴的這一面，這時(shí)將發(fā)生第二次折射

，并仍然以單色光的形式射出水滴

。

波長(zhǎng)最短的紅光，在水珠中的折射率最小

，使得其出射光線與入射光線構(gòu)成最大夾角

，而波長(zhǎng)最短的紫光，在水珠中的折射率最大

，使其折射光線與入射光線構(gòu)成最小夾角

，其他光依序在其中分布，人們?nèi)庋垡姷降木褪峭饧t內(nèi)紫的“虹”

。

當(dāng)我們?cè)谔炜罩锌吹?ldquo;虹”時(shí)

，就說明太陽光在水滴內(nèi)進(jìn)行折射和反射，也就意味著“霓”的存在

。霓的形成與虹相似

，只是太陽光在水滴內(nèi)經(jīng)歷了兩次折射和兩次反射，即“折射—反射—反射—折射”

，由于相比虹的形成多了一次反射過程

，其折射率最小的紅光出射光線方向與入射方向成最小夾角，折射率最大的紫光出射方向與入射方向成最大夾角

，最終我們看到的色彩排序就會(huì)恰好相反

，呈現(xiàn)紅色在內(nèi)、紫色在外的形式

。

但是太陽光經(jīng)過水滴后發(fā)生兩次反射的情況較發(fā)生一次反射的情況光能量損失很多

，因而霓的亮度比虹的亮度暗得多

，一般不容易被人們觀察到。

所以

，只有當(dāng)光的能量足夠大或者能量損失足夠小的時(shí)候

，我們才能看到霓。若均可見

，由于虹的角半徑為42度左右

，霓的角半徑為52度左右，故霓在虹之上并與之平行

。當(dāng)虹和霓共同被我們看到時(shí)

，就呈現(xiàn)出了美麗的雙彩虹景象。

理論上來講

，太陽光是可以在小水滴里進(jìn)行多重反射的

。但是由于每一次反射都會(huì)導(dǎo)致光的吸收和光的減弱。所以通常我們最多只能看到兩條彩虹

。

水汽足水滴大才能彩虹成雙

彩虹形成的基本條件是水汽和太陽光，水汽的充足與否和季節(jié)

、地域相關(guān)

。

從季節(jié)上講，一般冬天的氣溫較低

，空中不容易存在小水滴

，下雨的機(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)

。夏季熱對(duì)流天氣較多

，雷雨、陣雨天氣頻繁

，又常常是急匆匆地下完雨就放晴

，因此更容易看到彩虹。

從地域上來說

，彩虹的出現(xiàn)需要滿足一定的水汽條件

，因此在我國南方，雨水充沛

、空氣濕潤(rùn)的地方比較易見

，出現(xiàn)雙彩虹美景的幾率也更大。比如

，廣西空氣濕度較高

，甚至有時(shí)候不下雨也會(huì)出現(xiàn)彩虹美景。

具備了彩虹的形成條件后

，想要看到雙彩虹

，空氣里的水滴大小是關(guān)鍵

。空氣里水滴的大小

，決定了彩虹的色彩鮮艷程度

。空氣中的水滴大

，彩虹就鮮艷;水滴小

，彩虹顏色就黯淡。

因此

，想要看見雙彩虹

，空氣中的雨滴需要較大，保證霓的顏色足夠鮮艷

，才可以被肉眼看到

。

另外，我們從地面上看彩虹是一個(gè)拱形

，但實(shí)際上它是一個(gè)完整的圓環(huán)

。

地球的表面是一個(gè)曲面，雨后空氣中的水汽也會(huì)按照地球的曲面分布

，因此

，身處地球之外看到的彩虹，應(yīng)當(dāng)是完整的圓環(huán)形狀

。這也是為什么從飛機(jī)上看到的彩虹是完整的圓環(huán)形

。

一旦站在地球上，本來完整的彩虹便不再完整

，這是因?yàn)榱硪话氩屎绫坏孛鎿踝×恕?記者劉志偉)

責(zé)任編輯：孫知兵

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