虹和霓形成的原因

　　虹和霓都要背對太陽而立才能觀察到。在夏日的傍晚，西方放晴而東方天空有云 雨時(shí)，最易看到虹和霓。當(dāng)太陽光平行地照射到水滴上時(shí)，經(jīng)歷折射反射后的出射光中，多數(shù)比較暗淡，只有偏離陽光原入射方向的角度為最小(即最小偏向角)的出射光束，顯得特別明亮。若在與太陽相對的另一半天空中的水滴，被陽光照射，在雨滴中經(jīng)兩次折射、一次內(nèi)反射而以最小偏向角出射的光，恰好投射到背太陽而立的觀測者眼簾，看到的弧形光環(huán)便是虹。陽光七種色光的最小偏向角稍不同，平均約為138度。若陽光在雨滴中經(jīng)兩次折射，兩次內(nèi)反射而以最小偏向角出射的光，恰好投射到背陽而立的人眼中，看到的弧形環(huán)便是霓，陽光七種色光的最小偏向角亦稍異，平均約232度。

　　虹的彩環(huán)排序?yàn)閮?nèi)紫外紅原因?yàn)椋宏柟庵械募t光最小偏向角最小為137度42分，紫光的最大為139度24分，若陽光投射到較高位置的雨滴，并以最小偏向角出射的紅光，恰進(jìn)觀測者眼簾，那么只可能是陽光投射到較低位置的雨滴上并以最小方向角出射的紫光，才能同時(shí)進(jìn)入觀測者的眼簾。如圖所示，紅色在外，紫色在內(nèi)。圖還表明了虹的彩環(huán)視角平均約42度。同樣道理, 可知霓的彩環(huán)為內(nèi)紅外紫的排序。以及霓的視張角平均約52度。

　　虹的色彩和寬度與雨滴大小有關(guān)。雨滴愈大，虹帶愈狹窄，色彩愈鮮明；反之，雨滴愈小，虹帶愈寬，色彩愈暗淡。雨滴過小，則不可能出現(xiàn)虹。另外，當(dāng)太陽高度角大的時(shí)候，例如在中午，就不會看到虹。又因?yàn)楹缡恰叭照沼辍睍r(shí)形成，它總是出現(xiàn)在太陽的對面，所以朝虹見于西方，暮虹見于東方。

　　有時(shí)在虹的外側(cè)還能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫內(nèi)紅，這就是副虹或霓。

　　霓和虹的不同點(diǎn)，僅僅在于光線在雨點(diǎn)內(nèi)產(chǎn)生二次內(nèi)反射。因此光線通過雨滴后射到我們眼簾時(shí)，光弧色帶就與虹正好相反。有時(shí)，還會產(chǎn)生第三道、第四道虹。甚至還會由于光線的衍射作用，在虹的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生幾條附屬弓，這也是一種特殊的虹。

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為什么夏天雨后往往有虹呢？