耶稣光已在《耶稣光 | 天为何蓝, 云间的光又为何可见？》一文中做了介绍, 不再赘述。
本文介绍光环 ( 佛光, glory ) 及其伴生的幽灵之影, 并分析其成因与条件。
30s 总结
- 佛光是光线被水滴反射后经散射与衍射而形成的光学现象；
- 佛光总伴着幽灵之影, 这是观察者投影在云雾上, 经透视而形成的阴影；
- 佛光不是彩虹。当云雾中水滴足够小, 则形成佛光；若水滴大, 则形成彩虹。
光环 ( glory )
佛光 ( 光环, glory ) 是一种光学现象。
在中国, 旧称为光相, 现称佛光、宝光、宝光环、观音圈、观音轮、反日华等；1
欧洲则称作布罗肯幽灵（ Brocken Specter ）、布罗肯虹（ Brocken Bow ）或布罗肯现象。1
光环内蓝外红。
结果是在光源周遭形成内蓝外红的彩虹光环。1
也有 3~4 环 佛光。
有时可见三个甚至四个环。4
宋·范成大《峨眉山行记》记载 ：外晕三重，每重有青、黄、红、绿之色。
佛光 | 新浪博客 [5]
佛光是如何形成的？
阳光被云雾反射, 经水滴的干涉与衍射而形成的光环。
阳光透过云雾反射，并经由云雾中的水滴发生衍射与干涉，最后形成一圈彩虹光环的光学现象。1
成因
云雾反射阳光。
① 阳光穿过水滴表面产生第一次折射进入水滴；② 在水滴背向太阳处产生反射；③ 阳光穿过水滴表面产生第二次折射反向射出水滴。1
反射光的衍射而形成次生光波。（相当于在水滴旁形成新的次生光源而发出光波）
惠更斯原理 ：狭缝处诸点光源作为次生光波的光源向各个方向发出光波。2
透过小水滴的光会形成独立的子波源而向四面八方发出球面波。8
① 光线穿过含有水滴的云雾产生衍射现象；② 衍射现象在水滴旁形成新光源。1
衍射光干涉形成光环。
光波的干涉 : 光波相结合处会看到明亮的光，相抵消处的光线较暗。3
不同色光的由于衍射角度不同，一种色光的明亮区在另一种色光的阴暗区显现出来，渐次形成色彩次序。1
看到的是观察者眼睛为中心的光环, 其他人形成的佛光是不可见的。
前方形成以其阴影头部（更精确的说法是”眼睛”）为圆心的彩色绕射光环。观察者所看到的都是自己的观音圈，别人所形成的的观音圈则不可见。7
这是一种反日华现象。
这是一种发光现象，出现在太阳的反方向上……其实就是反日华现象。8
形成条件
晴天的晨间或午后, 在云雾地区背阳光观察。7
- 太阳正处于低仰角入射的晨昏阶段
- 附近刚好有薄雾
- 观测者通常位于棱线上
宋·范成大《峨眉山行记》记载 ：凡佛光欲现，必先布云。
明·陆深《蜀都杂抄》记载 : 山中光怪，若虹霓然，见于云日映射之际。
佛光伴有鬼影
佛光中总伴有鬼影。
阴影会聚集在反角点上，因此光环几乎总是伴随着你的阴影。4
当阴影被视角奇怪地扭曲时，它被称为布罗肯幽灵。 4
布罗肯幽灵（ Brocken Specter ）也称山中鬼影 ( mountain spectre )。6
佛光中的幽灵 | 维基百科 [6]
在歌德的《浮士德》被描述成女巫的聚集之地。7
幽灵大小不一。
阴影的尺寸明显的因为错觉而被放大，这是因为影子落在近距离的雾上，但用来判断距离的是透过雾霭缝隙中看见的远处地面，因此没有明确的参考点决定影子的大小。6
影子落在与远近距离不等的水滴上，也会造成深度知觉上的困惑。6
幽灵是会动的。
因为云雾的运动或密度的改变而移动（有时是突然的）
移动的布罗肯幽灵 | YouTube
幽灵之影如何形成的？
幽灵之影是观察者在云雾上的投影。
观测者背向太阳产生的阴影，投射在云层表面上被放大的巨大影像。6
光线将观测者的身影投射在薄雾上，由于透视，经常会成为三角形状的阴影。6
光环与阴影都聚焦在对日点上。
影子透过薄雾向前投射而已。 所有的阴影都聚集在对日点上，那里也闪耀着光辉。8
有雾的夜晚因车灯造成的幽灵之影 | 维基百科 [6]
佛光与彩虹
佛光不是彩虹。佛光是小水滴形成的复杂光学现象, 彩虹则是由大水滴形成的。
水滴的大小与光学现象 | atoptics [11]
- 光经过大水滴, 光线折射或再下落的表面反射, 而形成清晰的彩虹环。
- 当水滴足够小, 光线与之相互作用时, 光线在所有的方向上被散射或衍射, 而形成光环。
形成佛光需要水滴直径足够小。
在 IRIS 中使用 Mie scattering 模拟光环, 水滴直径为 10 μm | atoptics [4]
飞机上看到的「圆形彩虹」不一定是虹, 有可能是佛光。
飞机上看到的彩虹 | 新浪微博 [10]
飞机上看到的佛光 | 跟著鄭大師玩科學 [7]
物理教材上的「彩虹在地平线以下的部分不可见，但在飞机上就可以观察到完整的圆形彩虹」说法不够明确7。虹是发生在视角40~42度之间7, 飞机上看到的「彩虹」不一定是虹, 也有可能是光环。
总结
- 佛光是光线被水滴反射后经散射与衍射而形成的光学现象；
- 佛光总伴着幽灵之影, 这是观察者投影在云雾上, 经透视而形成的阴影；
- 佛光不是彩虹。当云雾中水滴足够小, 则形成佛光；若水滴大, 则形成彩虹。
END
感谢阅读。
更多相关内容 :
References
[1] 光环 (光象).维基百科.
[2] 衍射.维基百科.
[3] 干涉 (物理学).维基百科.
[4] About glories.atoptics.
[5] 花开见佛.念佛免难 错过班机.新浪博客.
[6] 布罗肯奇景.维基百科.
[7] 布羅肯幽靈是甚麼？.跟著鄭大師玩科學.2013.
[8] 反日华.百度百科.
[9] Brocken Spectre.atoptics.
[10] 七宝AH.在飞机上，看到云层上方有一个彩虹色的椭圆形，请问这是什么自然现象？.知乎.
[11] Droplets and Light - Diffraction.atoptics
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