双重彩虹

双重彩虹

进行两次反射后形成的现象
双彩虹是在水滴内进行两次反射后形成的特殊现象,在原彩虹的外围出现一条直径稍大、颜色反转的同心彩虹,内层彩虹称为主虹,外侧为红色,内侧为蓝色,颜色较亮;外层彩虹称为副虹,外侧为蓝色,内侧为红色,颜色较暗,型似发箍。彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射形成的。[1]
  • 中文名:双重彩虹
  • 外文名:
  • 别名:
  • 原理:水滴内进行的两次反射
  • 最亮部分:边角
  • 最暗部分:中间
  • 属性:物理现象

形成原因

彩虹的形成是由于空气中的小水滴把阳光经过折射形成的。当光经一次折射和一次反射后形成的是一个正彩虹。有时,光会形成两次折射和一次反射后也会形成彩虹,不过这个彩虹是反的。在特殊情况下,也会两种彩虹同时出现,这就是双重彩虹。

两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐,便形成我们常见的彩虹(主虹)。若光线在水滴内进行了两次反射,便会产生第二道彩虹(霓)。

霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色。

副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已。

主要原理

1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。

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