作业帮雨后天空会出现彩虹,天空中为什么会有乌云
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/27 03:01:19
雨后天空会出现彩虹,天空中为什么会有乌云
彩虹(Rainbow)是气象中的一种光学现象.当阳光照射到半空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光谱.彩虹七彩颜色,从外至内分别为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫. 彩虹是一种自然现象,是由于阳光射到空气的水滴里,发生光的反射和折射造成的.
彩虹形成原因
彩虹是因为阳光射到空中接近圆自然现象-彩虹(20张)形的小水滴,造成光的色散及反射而成.阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射.当中以40至42度的反射最为强烈,形成我们所见到的彩虹.形成这种反射时,阳光进入水滴,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.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,蓝光的折射角度比红光大.由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下. 其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象.彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现.这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗.而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹.如,日本电影《恋空》中,男主角弘树拿着喷头浇花,就在美嘉面前制造出了美丽的彩虹. 彩虹
空气里水滴的大小,决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄.空气中的水滴大,虹就鲜艳,也比较窄；反之,水滴小,虹色就淡,也比较宽.我们面对着太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现.可我们看不见,只有乘飞机从高空向下看,才能见到.虹的出现与当时天气变化相联系,一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天.东方出现虹时,本地是不大容易下雨的,而西方出现虹时,本地下雨的可能性却很大. 彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显.一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现. 彩虹其实并非出现在半空中的特定位置.它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变.当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向.彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像.所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部阴影的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置.因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而看不见.这亦是为什么彩虹很少在中午出现的原因. 彩虹由一端至另一端,横跨84°.以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下.倘若在飞机上,会看见彩虹是完整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向. 晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色,故此晚虹看起来好像是全白色的. 双彩虹 双彩虹
很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓).副虹是阳光在水滴中经两次反射而成.当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出来.在水滴内经过一次反射的光缐,便形成我们常见的彩虹（主虹）.若光线在水滴内进行了两次反射,便会产生第二道彩虹（霓）.霓的颜色排列次序跟主虹是相反的.由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱.两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外.因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色.副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已.苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成.笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射.他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成.他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色.后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现.
彩虹弯曲的原理
彩虹的尾巴
光的波长决定光的弯曲程度 事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹（例如峨眉山的佛光）.彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成. 不同颜色的太阳光束 经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度.也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度. 想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下.白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴.当一道光束碰到了水滴,会有两种可能：一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来.这就是形成彩虹的光. 光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光. 每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同. 彩虹
若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置.这些不同的位置勾勒出一个弧.既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面.
乌云有满布天空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种. 很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白；很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子. 有时云层薄得几乎看不出来,但只要发现在日月附近有一个或几个大光环,仍然可以断定有云,这种云叫做“薄幕卷层云”.
彩虹形成原因
彩虹是因为阳光射到空中接近圆自然现象-彩虹(20张)形的小水滴,造成光的色散及反射而成.阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内也是以不同的角度反射.当中以40至42度的反射最为强烈,形成我们所见到的彩虹.形成这种反射时,阳光进入水滴,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.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,蓝光的折射角度比红光大.由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下. 其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象.彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现.这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗.而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到.另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以人工制造彩虹.如,日本电影《恋空》中,男主角弘树拿着喷头浇花,就在美嘉面前制造出了美丽的彩虹. 彩虹
空气里水滴的大小,决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄.空气中的水滴大,虹就鲜艳,也比较窄；反之,水滴小,虹色就淡,也比较宽.我们面对着太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现.可我们看不见,只有乘飞机从高空向下看,才能见到.虹的出现与当时天气变化相联系,一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天.东方出现虹时,本地是不大容易下雨的,而西方出现虹时,本地下雨的可能性却很大. 彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮,小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显.一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现. 彩虹其实并非出现在半空中的特定位置.它是观察者看见的一种光学现象,彩虹看起来的所在位置,会随著观察者而改变.当观察者看到彩虹时,它的位置必定是在太阳的相反方向.彩虹的拱以内的中央,其实是被水滴反射,放大了的太阳影像.所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置,刚好是观察者头部阴影的方向,虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置.因此当太阳在空中高于42度时,彩虹的位置将在地平线以下而看不见.这亦是为什么彩虹很少在中午出现的原因. 彩虹由一端至另一端,横跨84°.以一般的35mm照相机,需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下.倘若在飞机上,会看见彩虹是完整的圆形而不是拱形,而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向. 晚虹是一种罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现.由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色,故此晚虹看起来好像是全白色的. 双彩虹 双彩虹
很多时候会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,但较暗的副虹(又称霓).副虹是阳光在水滴中经两次反射而成.当阳光经过水滴时,它会被折射、反射后再折射出来.在水滴内经过一次反射的光缐,便形成我们常见的彩虹（主虹）.若光线在水滴内进行了两次反射,便会产生第二道彩虹（霓）.霓的颜色排列次序跟主虹是相反的.由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱.两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外.因为有两次的反射,副虹的颜色次序跟主虹反转,外侧为蓝色,内侧为红色.副虹其实一定跟随主虹存在,只是因为它的光线强度较低,所以有时不被肉眼察觉而已.苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成.笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射.他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成.他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色.后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现.
彩虹弯曲的原理
彩虹的尾巴
光的波长决定光的弯曲程度 事实上如果条件合适的话,可以看到整圈圆形的彩虹（例如峨眉山的佛光）.彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成. 不同颜色的太阳光束 经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度.也就是说,若太阳光与地面水平,则观看彩虹的仰角约为 42度. 想象你看着东边的彩虹,太阳在从背后的西边落下.白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气,向东通过了你的头顶,碰到了从暴风雨落下的水滴.当一道光束碰到了水滴,会有两种可能：一是光可能直接穿透过去,或者更有趣的是,它可能碰到水滴的前缘,在进入时水滴内部产生弯曲,接着从水滴后端反射回来,再从水滴前端离开,往我们这里折射出来.这就是形成彩虹的光. 光穿越水滴时弯曲的程度,端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大,橙色光与黄色光次之,依此类推,弯曲最少的是紫色光. 每种颜色各有特定的弯曲角度,阳光中的红色光,折射的角度是42度,蓝色光的折射角度只有40度,所以每种颜色在天空中出现的位置都不同. 彩虹
若你用一条假想线,连接你的后脑勺和太阳,那么与这条线呈42度夹角的地方,就是红色所在的位置.这些不同的位置勾勒出一个弧.既然蓝色与假想线只呈 40度夹角,所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面.
乌云有满布天空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种. 很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白；很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子. 有时云层薄得几乎看不出来,但只要发现在日月附近有一个或几个大光环,仍然可以断定有云,这种云叫做“薄幕卷层云”.