彩虹什么时候创造的(彩虹是在什么时候出来的)

回顾2020年9月,全国各地似乎进行了彩虹大赛。以广州为例,截至9月24日,当月已有7天(9月8日、9月10日、9月17日、9月19日、9月20日、9月23日、9月24日)出现彩虹。9月初北京也是凭借连续4天的双彩虹,刷爆朋友圈。惊喜之余,不禁一个疑问涌上心头:彩虹什么时候成了这么“廉价”的天象了?

带着这样的疑惑,笔者决定深究下彩虹的秘密。

“阳光总在风雨后,请相信有彩虹”。歌词说得很明白了,彩虹和阳光都在风雨后。这说明,下一场雨然后紧接着出太阳,是彩虹出现的必备条件。

其实,彩虹就是阳光照射到空气中漂浮着的小水滴,折射进去之后再反射回来形成的……听上去,似乎很复杂。

我们不妨先来做两个实验,试着自己来造个彩虹!

第一个实验呢,很简单,就是找个三棱镜。对着阳光也好、白色的灯光也罢,让光透过三棱镜,我们就会在对面的墙上看到七彩的光。对啦,这就是折射。我们平时接触的光源大多是复合光,所以看上去没有颜色。如果把这复合光拆分开,粗略地分,就有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色。由于它们的折射率不同,透过三棱镜之后,它们就走出了各自的角度,呈现为一个包含七种颜色的光束。这个七彩的光束,就很像我们看到的彩虹啦。

用一个三棱镜,我们也能造出彩虹

不过,空气中有三棱镜吗?其实,还真有。

我们再来做下一个实验。这个实验,需要一点运气,我们拿着家里的喷壶对着空中喷,多喷几次,喷完就斜着头看一看空中的小水滴。多试几次,运气好的话,你就能看到非常短暂的,由你自己创造的彩虹了。

当然,也有可能一直造不出彩虹来,不过也没关系,这和第一个实验是一样的效果。

为什么朝空中喷水雾能够造出彩虹呢?

这是因为,空气中漂浮着的无数小水滴,每一个都好比一个小小的三棱镜。它们把光进行折射,分散成七彩的颜色。好的,这里有一个小问题,那就是这些三棱镜都那么小,它们折射出来的七色的宽度也会非常小。那么,为什么彩虹看起来很宽呢?

那是因为,你看到的彩虹是最后的结果。在光线刚被小水珠折射成七色光的时候呢,都是扎堆的,每种颜色的宽度都很窄,你几乎看不出彩虹的样子来。但是,这七色光,在空中的水滴里不停反射,它们原本就是分岔着走的,最后越走分得越开,最终形成了你看到的宽宽的、七色分明的彩虹。

原来,美丽的彩虹竟然这么复杂。

如果,这美丽的七色光经过漫长的路之后,不是投向地面,而是飞到空中呢?我们还能看到吗?那当然就看不到啦!

因为这里有一个特别的角度问题。就是光打入水滴的角度,应是略小于42度的,如果这个角度大于42度,七色光就跑到更高的高空。如果这时候你正坐在飞机上,运气足够好的话,反而能从上往下看到。

如果看到了,请及时许愿。因为,这可比你在地面上看到彩虹的几率低多了。说到这里,我们都可以总结出彩虹形成的条件啦:

1.下过雨之后要很快出太阳!不然,空气中的小三棱镜们都蒸发了。

2.太阳光照射小水滴,或者说照射地面的角度不能大于42度。

在咱们居住的地方,中午的太阳光都恨不得是垂直照射,特别是夏天,都快接近90度了。所以,中午几乎是看不到彩虹的。那么,有从早到晚完全看不到彩虹的地方吗?

这个还真不好一下子就得出结论,我们需要从彩虹形成的三个必要条件去琢磨琢磨:①要下雨;②雨停之后要很快出太阳;③阳光的入射角要小于42度。

那么,先说说第一条。有一年四季不都下雨的地方吗?

对了,南极!南极是没有雨的!和北极相比,南极的平均气温要低很多。这是因为南极海拔高、而且南极陆地上覆盖的冰雪把微弱的太阳光能量都反射掉了,所以南极非常冷,平均气温只有-25℃,内陆严寒地区平均气温更是低至-40℃到-50℃。因为南极压根不下雨,所以就不会出现彩虹啦。

南极的企鹅从没见过彩虹

接着,我们来看第二条,雨停之后要很快出太阳。这个不好排除,因为很多能下雨的地方都可以出现雨后出太阳的情况。

那就继续来看第三条,阳光入射角要小于42度。是不是非洲这样纬度特别低的地方,太阳都是直射的啊?这就是误区了,非洲的白天确实一年四季太阳入射角都很大,可是非洲也有日升日落。在傍晚和黎明,太阳入射的角度都很小,加上非洲有不少瀑布和美丽的雨林,所以非洲的彩虹,尤其傍晚的彩虹非常多,可以说是盛产彩虹的地方。

这一路分析过来,我们发现,雨后要出现彩虹还是挺不容易的。要下雨,雨后要很快出太阳,太阳光的入射角度还不能超过42度。当然啦,彩虹也不会一直挂在天上,当太阳把空气中的小水珠都晒跑了之后,彩虹也就跟着消失了。

所以啊,美丽彩虹形成的背后,可是有很多秘密的!