彩虹是大家最熟悉而又最美丽的大气光学美景之一。夏季的午后,雨过天晴,天空中往往会出现彩虹。虹是一条外红内紫的彩色光环,色泽艳丽,美丽迷人。古人无法解释它,就把它说成是光明神古沙赫的宝弓。当古沙赫休息时,就把自己的弓挂在云端,成了空中的彩虹。
彩虹是怎么形成的呢?1637年,法国科学家笛卡儿解释虹的形状和角度大小,他认为虹是空气中的水滴对太阳光折射和反射作用的结果。但他未解释虹的颜色和按一定顺序排列的原因。1667年,英国物理学家牛顿发现了太阳光通过三棱镜时分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色顺序排列的彩色光带,于是完美解释了虹的成因。
三色湖
彩虹的形成主要是由于太阳光在圆形的雨滴内经过折射,又回到观察者眼中的结果。由于不同颜色的光线波长不同,它们在雨滴中“拐弯”的程度不同,因此对于观察者来说,不同高度的雨滴便会出现不同的颜色。在雨滴幕上彩虹区的最上部,雨滴是红色,依次是橙、黄、绿、青、蓝、紫,最下部的雨滴是紫色。
人们在日常生活中也常见到彩虹,例如,在人工喷泉和天然瀑布的旁边可以看到彩虹,或者在家里熨衣服时喷一口水,只要背后有光线射过来,也会出现彩虹。
空气中水滴的大小,决定了虹的色彩鲜艳程度和虹带的宽窄。水滴大,虹的色彩就鲜艳,虹带较窄;水滴小,虹的色彩就淡,虹带较宽。当水滴很小,直径只有0.025毫米时,可能形成白虹,它是一条白色光带。
有时,在虹的外圈,还可以看到色彩排列与虹相反的彩带,称为霓。它的成因与虹相似,只是光线在云滴中多反射了一次。因此,霓的色彩顺序刚好与虹相反,又称为“副虹”或“二次虹”。
天空中,有时可能会出现好几条彩虹。1877年6月15日,在葡萄牙某地曾出现了5条彩虹同时并列在天空中的奇景。多条彩虹成因与上述基本相同,但路径更为复杂。
虹霓的出现,对未来天气变化具有一定指示意义,天气谚语“东虹日头西虹雨”很有道理。
印度尼西亚的佛罗勒斯岛上,有一个奇异的三色湖,左湖的颜色异常鲜艳,红得比鲜血还红;右湖的湖水则是深蓝色;后湖则要比春天的青草色还要青。三湖的宽度分布均匀,都在200米左右。在三色湖周围,山峰重叠,犹如屏风一样排列着,更使三色湖奇丽迷人。