彩虹的形成

徐继立

盛夏时节，雨过天晴，你就会看到一道美丽的彩虹架在空中。那神奇的色彩，给人以美的享受。

彩虹这种气象中常见的光学现象，是阳光照射到空中接近球形的小水滴时，造成了色散及反射形成的。

我们知道，当阳光射到水滴上时，会同时以不同角度照射，在水滴内也以不同的角度反射。当角度形成到40度至42度时，反射最为强烈。在这种反射过程中，阳光射向水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次，这样经过一次反射和两次折射，天空上就形成了拱形的七彩光谱。拱形是因为光穿越水滴时，弯曲的程度和光的颜色有关，红色光的弯曲度最大，紫色光的弯曲度最小。所以，我们看到的彩虹，蓝色总是在红色下面。而七彩色是因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同。红光的折射率比蓝光小，而蓝光的偏向角度比红光大。再者，由于光在水滴内被反射，因而我们看见的光谱是倒过来的，红光在最上方，其他颜色在下方。由外圈至内圈为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。事实上，彩虹有无数种颜色，比如，在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色，但為了简便起见，只用七种颜色作为区别。

另外，彩虹的明显程度，取决于空气中水滴的大小。水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮;水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。可想而知，彩虹的出现与当时天气的变化有密切的联系，如果东方出现彩虹时，本地是不大容易下雨的，而西方出现彩虹时，本地下雨的可能性却很大。