彩虹與三棱鏡

彩虹(Rainbow)是氣象中的一種光學現象。當陽光照射到半空中的雨點，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光譜。彩虹七彩顏色，從外至內分別為：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。

彩虹是因為陽光射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由于光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。

其實只要有空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨后剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨云而較暗。而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工制造彩虹。

空氣里水滴的大小，決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷。也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。

彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。

造成彩虹的光學原理很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成。兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。后來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之后，關于彩虹的形成的光學原理全部被發現。

彩虹其實并非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高于42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚么彩虹很少在中午出現的原因。

彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上，會看見彩虹會是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。

晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。

有時我們會看到雙彩虹（如圖就是雙彩虹）。它是怎樣形成的？

當陽光經過水滴時，它會被折射、反射后再折射出來。在水滴內經過一次反射的光缐，便形成我們常見的彩虹（主虹）。若光缐在水滴內進行了兩次反射，便會產生第二道彩虹（霓）。

為什么第二道彩虹的顏色次序倒轉了？

上圖亦說明了為什么霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由於每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。

怎么才能見到彩虹啊？

夏天雨后，烏云飛散，太陽從新露頭，在太陽對面的天空中，會出現半圓形的彩虹。 虹是由于陽光射到空中的水滴里，發生發射與折射造成的。 我們知道，當太陽光通過三棱鏡的時候，前景的方向會發生偏折，而且把原來的白色光 線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光帶。 下過雨后，有許多微小的水滴漂浮在空中，當陽光照射到小水滴上時會發生折射，分散 成7種顏色的光。很多小水滴同時把陽光折射出來，再反射到我們的眼睛里，我們就會看到一 條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來是橙、黃、綠、青、藍、紫6種 顏色。 空氣里水滴的大小，決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷。也 比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。 我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在 西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。 虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出 現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能 性卻很大。 彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。 一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現

怎么才能見到彩虹

簡易三棱鏡做彩虹實驗

方法1

制作材料：長10厘米寬4厘米透明玻璃片3塊，邊長為4厘米的等邊三角形玻璃片2塊。玻璃膠、清水。

制作步驟：把3塊長方玻璃片和1塊等邊三角形玻璃片用玻璃膠粘成一個三棱柱容器，注意要粘牢且要密封，待干透后，再在此容器中注滿清水，另1 塊等邊三角形玻璃片用玻璃膠密封蓋上待干。即可得到一個簡易三棱鏡。

方法2

制作材料：易拉罐1只，、玻璃膠水。

制作步驟：把易拉罐剪開折成一個三棱柱容器，并用玻璃膠做容器的密封處理，在容器中加入清水，再用透明膠帶在開口處稍作密封處理。把容器豎直放入冰箱中，結冰后取出。放在熱水中稍浸一會兒，打開封口，取出冰塊。你將得到一個“冰塊三棱鏡 ”。易拉罐容器可以反復使用制作冰塊。

方法3

制作材料：洗臉盆1個，玻璃鏡子1面，清水（自來水）。白色墻壁（或白紙）

制作實驗步驟：在洗臉盆中加入小半盆清水，對著陽光，用鏡子放入水中同樣對著陽光，讓陽光找到水中的鏡子后再通過鏡子反射到白色墻壁上，同時又從水中折射出水面。，調整臉盆和鏡子的角度，你將會在白色墻壁看到美麗彩虹。

3棱鏡為何可以制造出彩虹

光的色彩由頻率決定,同1介質對不同頻率光折射率不同造成了光的發散

雨后彩虹,十分壯麗.彩虹是太陽光傳播過程中被空氣水滴折射而產生的.這個現象可以由太陽光通過玻璃三棱

(1)不同顏色的光的折射本領不同,所以經三棱鏡后的偏折程度不同,所以白光經三棱鏡后,光屏上自上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶. (2)用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入,紅光、紫光對凸透鏡的焦距不相同.紅色光對凸透鏡的焦距大,這是因為紅色光較紫色光偏折能力小. 故答案為:小.

誰能用三棱鏡 – —-制作一條 彩虹!—要是彎的喲!

喝一口水,去陽光下,然后pū的一下(頭要來回轉),估計就有彩虹,不行就反復pū

如果我用手電筒在適應的角度照三棱鏡是否會出現彩虹?

所謂能被色散是說當復色光通過三棱鏡時被分解成單色光. 手電筒發出的光不可能是單色光,所以一定能被色散. 但是手電筒發出的光與太陽光有很大的區別.不是同一類型!

為什么白光通過三棱鏡照射在墻上時,墻上會出現彩虹?

光速不同,所以紅光與紫光折射率不同,經過折射后方向不同,便出現了彩虹.