射定律,及地球与太阳的关系都对这一现象有所解释。简单说就是,太阳光线通过大量小球形的水珠时,发生折射和反射后到达人的眼睛,形成了色彩分开的虚像。频率高的光波折射的程度要大于频率低的光波,于是彩虹中红色在外,紫色在内,中间有各色光带。霓与彩虹相对的是“霓”,它也叫副虹,英文名是“secondaryrainbow”。霓位于“虹”的外圈,一般不出现,或者即使出现其亮度和鲜艳程度也不及虹,也称二级虹、次级虹,弧高52~54.5度。“霓”的色彩正好与虹相反,即外圈是紫色,内圈是红色。霓的成因也与折射和反射有关,只不过它是二次内反射的结果。严格说在主虹内侧,还有复杂的光学现象。色散太阳光包含有各种不同频率(或波长)的光,不同频率的光线进入人的眼睛,使我们“看见”不同的颜色。当光线行进到两个不同介质的界面上时就会产生反射或折射的现象。不同频率的光线在介质内的行进速度也不相同,因此包含各种不同频率光的光源(如太阳光)行经两介质的界面发生折射时,不同频率的光线折射角便不相同。在可见光范围附近频率较高的光线在介质内的行进速度较慢,于是对相同入射角的不同频率光线而言,频率较高的光线折射角较小,或者说波长较长的光线折射角较小,这时我们说光线发生“色散”了。于是由许多种不同频率的光线所组成的阳光在发生折射时不同频率的光线会从不同角度折射出来,形成红橙黄绿青蓝紫等颜色的条纹。虹与霓的形成当太阳光在天空行进,遇到天空中细小的水滴时,光线会被折射(图中A点)进入水滴内,由于不同颜色的光线弯曲的程度不同,于是水滴内不同颜色的光线便被分开了。当光线第二次遇到水滴与空气的边界时(图中B点),大部分的光线会很快又折射出去(图中并未画出折射出去的光线),而少部分的光线在水滴内会被反射(图中射向C点的光线)。在第三次遇到水滴与空气的边界时,部分被折射出去的光线会形成“虹”,所以说“虹”在水滴中经过了一次反射两次折射。
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