书城童书游戏中的科学(人生解密)
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第21章 美丽的彩虹

动手做一做

我们都知道,天上的彩虹十分美丽,那我们有没有办法制作出与空中彩虹颜色一样的“人造彩虹”呢?其实只需要手电筒和水就可以制造出来了,很简单哦首先在长方形的托盘中注入适量的水,然后把镜子斜靠在长方形托盘的一边。打开手电筒,照射镜子浸在水中的那一部分。准备一张白纸放在镜子的前上方,让光刚好可以反射在白纸上。这时候,观察白纸,白纸上就出现了一道“彩虹”,有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

游戏中的科学虽然手电筒的光看起来是白色的,其实这种白光是用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同颜色、不同波长的光组成的。当手电筒的光照射到镜子上的时候被镜子反射。反射回来的光线原路返回,在穿过水层时又发生了折射现象。七种颜色的光在折射后,形成了不同的角度,在不同位置穿出水面并射到白纸上,从而形成了一道美丽的“彩虹”。趣味阅读双彩虹很多时候我们会见到两条彩虹同时出现,在平常的彩虹外边出现同心,较暗的是副虹(又称霓)。在水滴内经过一次反射的光线,便形成我们常见的彩虹(主虹)。若光线在水滴内进行了两次反射,便会产生第二道彩虹(霓)。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量,因此霓的光亮度亦较弱。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。

欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而形成的。笛卡儿在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水滴内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后,关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。