彩虹形成的光学原理及散射角的推导(南宁师范高等专科学校物理与信息技术系,广西龙州532400)摘要:本文用光路图来解释彩虹形成的光学原理,用数学方法推导出主虹及次虹的散射角,并用散射角解释彩虹所在的位置。
除了主虹和副虹外，也有可能形成更高阶的彩虹。一阶彩虹也就是生活中常见的彩虹，光在水滴内发生了1次反射；二阶彩虹就是霓，光在水滴内发生了2次反射；更高阶的彩虹就是光在水滴内发生了更多次的反射，理论上可以发生无穷多次反射。
有关霓和虹，之前已经有不少读者提问了，相关回答请移步No.213Q4。那么，除了霓虹，还有更高阶的彩虹吗？除了主虹和副虹外，也有可能形成更高阶的彩虹。一阶彩虹也就是生活中常见的彩虹，光在水滴内发生了1次反射；二阶彩虹就是霓，光在水滴内...
对于主虹，m=1，即。红光的折射率为1.3318，对应的θ1为59.48°，D为137.75°，其补角为42.25°。紫光的折射率为1.3435，对应的θ1为58.80°，D为139.42°，其补角为40.58°。对于霓，m=2。
但这个数字的确很对，问题出在哪里呢？不妨回到光路分析上——水滴既然是一个球体，那么阳光即便是平行光，照射在不同位置上也会有不同的出射方向，而且显然的，这个出射方向与入射位置也不是简单的线性关系——经过更详细的模拟，我们发现出射光与入射光的夹角有一个极大值。
有时在彩虹的外边还能看到一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反，且较暗一些的另一条虹，这条叫副虹。主虹是内紫外红，副虹是内红外紫，副虹又叫霓。霓与主虹为同心的圆弧，两者之间天空比较暗，虹内、虹外天空比较明亮。霓的视角大约51°。
摘要雨后的天空中经常会出现色彩鲜艳的彩虹，它的形成曾使人们感到困扰。从遥远的殷商时代开始，我国就出现了虹的象形文字，之后的各个朝代，都有对彩虹的描述，包括彩虹的产生彩虹的位置以及人造彩虹的出现。西方对于彩虹的研究从亚里士多德开始，历经费马,文库网_wenkunet
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