彩虹之谜

张春莹

在夏秋季节里,一阵大雨过后,天空中常常出现一条瑰丽多彩的长虹,它像一座灿烂的半拱形彩桥,飞架在天边的地平线上方,形成天空中的瑰丽幻景,引人入胜。

在古代,由于人们还不懂得虹的形成原因,便出现了许多神话传说。有的人说虹是老天的神棒、马鞭;有的人说虹是光明神古沙赫休息时放在云端上的弓;还有的人说虹是欢乐女神的笑容,是月宫里的嫦娥挥舞的长袖……

1624年意大利学者多明尼斯主教,用自然科学的原理解释了虹的形成原因。但由于当时社会的落后,统治者竟把多明尼斯主教赶出了教会,判处了死刑,并把他的著作和尸体一起焚烧掉。后来法国科学家笛卡儿在水池旁边,看到了水池上面含有大量水滴的空中人造虹,他便用装有水的玻璃球进行了实验,并于1637年发表了关于虹的形成原因的文章,他在文章中说:“虹是由于太阳光射入空中的水滴内发生反射和折射的结果。”但他还不清楚虹的颜色是怎样形成的。直到17世纪60年代,牛顿发现太阳光通过三棱镜的色散现象后,虹的秘密才被揭开了。

虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里,下雨前后,空气里飘浮着许多小水滴,当太阳光照射到这些小水滴上,由于发生折射作用,这就使得太阳光线散射开来,重新成为七种颜色的光;再经过地面的反射作用,就形成了从外向内、排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的美丽鲜艳的光弧,这就是虹。虹的颜色和宽度都与水滴大小有关,空中的水滴越大,虹的颜色越鲜艳,虹带越宽;水滴越小,虹的颜色越昏淡,虹带越窄。虹的出现,和当地的未来天气变化有着密切关系,我国劳动人民总结的“东虹日头西虹雨”的天气谚语,是符合科学道理的。我们居住的温带地区,高空的气流是有规律地自西向东移动的,所以,未来的阴晴风雨的天气变化,是和西方气流的性质有着密切关系的。“东虹日头”的意思,是说傍晚东方出现虹时,预示第二天是晴天,因为东虹表明东方空气中的水滴虽多,湿度很大,但雨区将继续向东发展,不会经过本地区,所以当地不会下雨。而相对应的西方的干燥空气,将向本地移来,因此当地的第二天将是晴天。“西虹雨”的意思,是指早晨在西方出现了虹,不久将出现阴雨天气。因为,西方空中含有大量的水滴,这些水滴将向东发展,移到本区来。再加上本地随着太阳的升高,蒸发加剧,低空的水汽不断上升到高空,与高空的水滴相遇,使高空中的水滴不断扩大增多,所以,容易造成阴雨天气。