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2012-09-05 14:35:43小婷

虹與霓 / 東方天子特區

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虹與霓

虹與霓
「虹」形成原因是光線以一定角度照射在大氣中無數的水滴，再經過折射、分光、內反射、再折射等光學過程所造成的大氣現象。此現象若由太陽光線產生者，顏色鮮明；由月亮光產生者，則色澤黯淡。當太陽光線進入水滴內，陽光中各色光的折射程度不一樣，紫色光波長最短，其折射程度最大；紅色光波長較長，其折射程度最小。其餘各色則介乎其間，因此形成了一條內紫外紅的光圈，所以我們看到的是內紫外紅的彩色光帶，它的視角(從地面至虹頂的角度)約為42度。

虹與霓

「霓」亦稱副虹，和「虹」的不同僅在於形成過程中光線在雨滴內產生二次反射。因此，光線通過雨滴後射到我們眼內時，光弧彩色排列與虹正好相反，即是內紅外紫的彩色光帶。霓視角約為50度，與正虹為同心圓弧。偶而大氣中會出現三次虹及更高次虹，但因光度低極為罕見。

虹與霓

虹與霓的色彩及寬度，與雨滴的大小有關。雨滴越大，虹帶越窄，色彩也會更鮮明。相反來說，雨滴越小，虹帶越寬，色彩就比較黯淡。但雨滴太小時，分光和反射不明顯，也不會出現虹。此外，如果太陽的角度太大（例如在中午前後），或太小（近日出或日落）也不易看到虹。又因虹是陽光經雨滴反射進入觀察者的緣故，所以永遠出現在太陽的對面，因此朝虹見於西方，夕虹則見於東方。

虹與霓

白色的太陽光包含有不同顏色的光線，粗略地可分為七種顏色，分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。在正常情況下，我們只會看見太陽光是白色的。但是在雨後放晴的時候，天空中仍殘留著一些小水珠，白色的陽光被小水珠折射和反射。由於不同顏色的光有不同的折射率，它們在水珠中被反射到稍為不同的方向。如果我們在特定的仰角去觀察天空，會看見不同的水珠反射出不同顏色的光，「霓」和「虹」都是陽光被小水珠折射和反射所形成的彩虹現象。光線被水珠折射兩次和反射一次就叫做虹)；光線被水珠折射兩次和反射兩次就叫做霓
)。由於霓比虹反射多一次，光線的強度較弱，所以並不常見。另一方面，因為霓與虹的反射路徑不同，所以我們看到霓的七色剛巧與虹的七色上下相反的。

虹與霓

虹：

是太陽光經空中的水滴一次反射及兩次折射色散所形成(注意折射是造成色散的原因),
如圖一所示, 若人站在和水滴成42度角的地面時, 會看到紅光; 站在40度角時看到的是藍光,
其他的色光則介於兩者之間.

霓：

陽光經水滴二次反射兩次折射色散而成, 50度角看到的是紅光,
54度看到的是藍光

在[光學]一書中，牛頓提到了彩虹的成因。他認為彩虹與折射有關，而且一定要太陽光通過雨滴才形成。不過這種說法並不是牛頓最
先提出的，法國哲學家笛卡兒才是第一個解開彩虹之謎的人。然而根據牛頓的繪圖，他已準確推論出太陽光是如何分裂，以及如何形成虹與霓。