初中物理曾經學了光的反射、光的折射、光的色散，其中光的色散可以用來解釋彩虹的形成原因，實際上，真正的彩虹有一半多是在地面以下，在地面上的人沒有幾個人曾經見過它的完美的全貌。

那麼，彩虹為什麼是弧形的？弧形的另外一部分呢？應該是個圓啊！

從飛機上拍下的僅有的一幅完美彩虹

今天我們來詳細解釋一下彩虹的真正成因和它讓人驚歎的真實全貌！——圓形彩虹！

彩虹一直是無數文人墨客們描寫的對象，也一直是科學家和數學家們眼中的奇迹，人們花費了兩千多年的時間，才了解了關于彩虹的奧秘，大多數人熟悉的知識彩虹的外形和七彩的色帶。

那麼從物理的角度來看，要形成彩虹，陽光和水滴是不可或缺的。

亞裡士多德的主要觀點是

當陽光照射在雨雲的一些點上

而這些點都以固定的角度對陽光進行偏離反射

由于陽光的光束相互平行

它們在雨雲的這些點上

都出現了同一角度的偏離反射

設想太陽在你的背後

你的前面有一片雨雲

被反射的光束正好進入了你的眼睛

那麼這一點所在的天空看起來更亮

他們反射的光線以同樣的角度進入了你的眼睛

它們反射的光線以同樣的角度進入了你的眼睛

事實上，這些集合在一起的點

在你看來都非常的明亮

形成了一個弧形

形成了一個弧形

亞裡士多德沒有弄明白的是

如果陽光和反射光線形成的角度為Y

那麼這一角度和其他角度是一樣的

相對于你的頭到頭頂的影子所在的直線

彩虹的位置是固定的

固定反射角度意味着

如果沒有地面的阻礙

人們可以看到完整的圓圈形彩虹

圓圈形彩虹

人的眼睛和影子的末端形成的

“影子直線”正好處在這個圓圈的圓心位置

由于雨雲上的所有點

都是以固定的角度反射光線

因此就形成了一個弧形

事實上，彩虹之所以呈現出不同的顔色

是因為陽光是由不同顔色的光構成的

這些顔色光的反射角度略有不同

因此就形成了稍有不同的光圈

由于你的影子線有固定的角度Y

那麼随着影子末端的移動

彩虹也會跟着你移動

不同的觀察角度會呈現出一個不同的彩虹

不同的觀察角度會呈現出一個不同的彩虹

因為你的影子線

永遠處于彩虹圓圈的圓心位置

如果太陽所處的位置低

例如早上或傍晚

陽光幾乎是水平狀

那麼你可以看到的彩虹就越多

當天空中太陽的位置越高

那麼地面上出現的彩虹就越少

如果你向上移動

就會逐漸看到彩虹的全貌

我們可以從飛機上看到這種效果

也可以通過水管噴水來制造彩虹

噴水的位置要足夠高

噴水的位置要足夠高

就會形成完整的圓形彩虹

笛卡爾對雨雲中億萬雨滴如何反射成光錐進行了思考

笛卡爾對雨雲中億萬雨滴如何反射成光錐進行了思考

他研究了光線在雨滴中的通過路線

反射的結果取決于光線射入的位置

隻有一條光線的反射光線與入射光線重疊

這就是直接射入雨滴球心的那條光線

但沒有射入球心的光線

進入雨滴時都發生了折射

到了雨滴的後側被反射

離開雨滴進入空氣時再次發生折射

發現分布均勻的光線照射在雨滴上後

經過折射、反射、進一步折射

最後形成較為集中的新的光束

新光束與入射光束形成了大約42度角

光束射入雨滴表面

反射出的光形成了一個42度的椎體

經過這樣第一次色散，二次折射，從而出現七彩光

以上這些原理圖，主要涉及到中學物理中的光的折射、光的反射、光的色散。

彩虹形成的過程是光的色散，而其本質是光的折射！

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