问题:冷知识:雨后在飞机上看到的彩虹形状是?
本题选项:
A.拱形
B.圆形
正确答案:圆形
出题单位:答答星球
答题路径:支付宝APP - 【答答星球】小程序
答案解析:地球的表面是一个曲面,雨后空气中的水汽也会按照地球的曲面分布,因此,身处地球之外看到的彩虹,应当是完整的圆环形状。这也是为什么从飞机上看到的彩虹是完整的圆环形,而不是地面上看到的拱形。
我们大部分时间能看到的彩虹都是这样半弧形的,仿佛一座彩色天桥。然而,一直以来,你看到的只不过是彩虹的一部分。彩虹并不是什么环状和半月形的,真正的彩虹其实是一个完整的圆圈形。
为什么我们看到的彩虹都是半弧形的?其实这也很好理解,因为地球是圆的啊,我们之所以看不到完整的彩虹是因为地平线遮住了下半部分。我们通常看到的都是在平地上,但如果在高山、或者飞机上就有机会看到圆形、且完整的彩虹。
同时太阳的高度是决定了彩虹的弧度的,太阳越低也就是早上和晚上,那么彩虹的底部就会越高,中午呢就会越低了,所以你如果站得非常高,太阳又非常低,那么彩虹的真面目就会出现在眼前了。
彩虹是因为阳光射到空气中接近圆形的小水滴时,造成色散及反射形成的,阳光射入水滴时会以不同的角度射入,在水滴内也以不同的角度反射,当中以40到42度的反射最强烈,从而形成了我们所见到的彩虹。
在飞机上看到的彩虹是完整的圆形,是因为水滴是圆的,反射的阳光形成的虹自然是圆的,只是当我们在地面上时,观测受到限制才无法看到完整的圆形。
水滴是圆的,反射的阳光形成的虹也应该是圆的,只是在地面上观测受到限制,才无法看到圆的虹。
彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时,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。
造成彩虹的光学原理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。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(参看)。
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,刚好是观察者头部影子的方向,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不可见。这亦是为甚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,会看见彩虹会是原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。
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