我们都曾看到过彩虹,却几乎没有人真正完全懂它。
文章最后有彩蛋!
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一. 彩虹的形成原理
以下是关于彩虹形成的基本原理与认识:
1、彩虹是光在无数水滴中经过反射和折射而形成的。
水滴反射折射图示
2、彩虹是以观察者的眼睛为圆心的完整圆形,只要你站的足够高,就能看到完整的圆形彩虹。比如说飞机上。
彩虹圆锥体 高空中看到的圆虹
另一个圆虹
3、彩虹会随着你的移动而移动,并出现和你视线成42°角的地方,所以每个人看到其实不是同一条彩虹。
4、彩虹一般出现在清晨或者傍晚,在太阳出现的反方向。
5、双彩虹是因为光在无数水滴中的二次折射形成的,并且颜色的顺序是相反的,外层从里到外是从红色到紫色。
另一个双彩虹
如果你想知道更详细更严谨(更数学化)的解释,请移步观看麻省理工公开课:电和磁/彩虹和英国公开大学公开课:解析彩虹 两个公开课的内容。
二. 彩虹有多少种颜色?
对于这个问题,从第一部分,我们都已经知道彩虹就是一个完整的可见光谱,包含了所有颜色。牛顿的色散实验,不仅把光的波动说发展到了一个新的高度,而且顺便也发现了光谱把彩虹的形成解释了。然而,在这之前的漫长时间里,人类都无法理解彩虹为什么形成。
那彩虹有多少种颜色到底是怎么定义的呢?
为什么我们现在普遍接受“红橙黄绿青蓝紫”这七色彩虹的说法呢?
印着“红橙黄绿蓝紫”六种颜色的“彩虹旗”,那又是怎么回事?
关于第一个问题,我找了很多资料,没有发现一个普遍认可的答案。但有一个我认为最合理的:
在《旧约》里,上帝通过彩虹让诺亚知道大洪水已经结束, 而且他再也不会用大洪水来毁灭地球。
西方人认为彩虹是上帝的杰作,而7是上帝的数字(创世七天,同样也是星期的由来),而用人眼观察彩虹时也大体能分辨出5种、6种或者7种颜色,因此,彩虹于情于理的就被定义为了七种颜色(可能是源于牛顿写的彩虹形成的光学原理一文)。
当我在网上搜遍了我国古代有关描写彩虹的诗词时,却并没有发现类似地七色彩虹的这种描述,倒是一直有五彩缤纷、五颜六色这样的习惯用法。李白也在诗句中这样描写过彩虹:
安得五彩虹,驾天作长桥。——唐·李白《焦山望松寥山》
两水夹明镜,双桥落彩虹。——唐·李白《秋登宣城谢朓北楼》
山为翠螺踊,桥作彩虹明。——宋·陆游《柯山道上作》
七十二桥天汉上,彩虹飞下晾鹰台。——清·纳兰性德《南海子》
实际上,人类视觉的生物特性,决定了我们在光谱中能够分辨的颜色种类,一般认为是五种或者六种。也就是说,在其他动物的眼中,很有可能看到的是10色或者20色的彩虹。
既然,彩虹有七种颜色是西方定义的,那么第二个问题来了,为什么我们现在也能普遍接受这种说法呢?原因是:
赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?——毛泽东《菩萨蛮·大柏地》
最近刚发布的,我也在使用的坚果手机,用的就是这句诗里的颜色种类,老罗真是无处不在的情怀啊!!
七彩坚果
其实,西方的七色是:“Red、Orange、Yellow、Green、Blue、Indigo (靛青色)、Violet”。
对于第三个问题,我只发两张图:
红色Red:生命Life
橙色Orange:治愈Healing
黄色Yellow:阳光Sunlight
绿色Green:自然Natural
蓝色Blue:和谐Serenity/Harmony
紫色Violet:精神Spirit
但是,应该还有人记得这张吧?
库克?
彩蛋
最后的彩蛋是给各位男生准备的,教你一个“把妹绝招”:制造彩虹。
没错,就是制造彩虹
看过前面的内容之后,你应该对彩虹形成的原理有了一定的了解。因此,你只需要选一个光线充足的傍晚,站到一个合适的距离,并有足够的水滴微粒能够反射阳光(参考瀑布),就可以看到彩虹了。至于能看到范围多大的彩虹就看你怎么操作了,下面就说说具体方法。
对于屌丝男士(比如我)们来说,可以选择在视野相对宽阔的后院(什么?你们家没有后院?那去天台吧!),把水龙头接上水管,朝空中一直喷水。然后,让姑娘背对太阳面向水雾,静静等待。如果一切顺利,上帝会悄悄降临,赐予你们一拱七色霓虹。
当然,如果你觉得拿一个水管喷水太low。那么,你可以选则出动你们家的消防车,或者直接上私人飞机,一辆不行上两辆,越多越好!想象一下,一个大晴天凭空出现一条横跨整个天空的彩虹,简直画美不看。
另外,据朋友告知,还有一个低成本,低风险的可靠制造彩虹的办法,就是拿一个杯子装满水,用嘴含满满一口水,脸朝天空大约45°的方向,一顿狂喷。。。(该方法,其亲身体验过,据说很靠谱)
警告:以上方法均未亲自实践,“科学”把妹有风险,绝招使用请谨慎。
本文是“常识新释”文集系列的第一篇,希望你喜欢!
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