物理如何照射彩虹

Ⅰ 怎樣製造出彩虹

彩虹的物理原理

彩虹是人們時常看到的一種自然界的光現象。每當五彩繽紛的彩虹當空掛時，人們都會情不自禁地爭相觀賞這種大自然美景。古時有人說，那是寂寞的嫦娥在雲端歌舞揮起的綵綢；也有人說，那是仙女為窺視人間在雲中搭起的彩橋。不管是綵綢，還是彩橋，都只不過是神奇的傳說罷了。而現實中的彩虹是什麼?它是如何形成的呢?

一說到彩虹的形成，人們常把它跟。雨後。聯系在一起。很多人認為只有。雨後。才能出現彩虹。其實，這種看法是不全面的。。雨後。天空有時會出現彩虹，這固然是事實，但是在陽光下，噴泉或瀑布的周圍也會出現彩虹；在夏天，街上奔跑的灑水車的後面，有時也會出現一段彩虹；用噴霧器在空中噴霧也可形成彩虹……。顯然，那種說彩虹僅在。雨後。出現，是對彩虹的成因還不十分了解造成的。只要知道空氣中存在有形成彩虹的條件，就自然知道不一定要下雨才有可能出現彩虹。

在中學物理課上，有個。光的色散。實驗：取一個棱鏡，讓一束白光穿過狹縫射到棱鏡的一側面，通過棱鏡後，前進方向改變，在白色光屏上形成彩色光帶，順序是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。這與彩虹的顏色很相似。但是空氣中是不可能有三棱鏡存在卻又能形成彩虹。這是何故?這是因為空氣中飄浮有大量的小水滴。當太陽光照射到這些小水滴上，一個個的小水滴就像棱鏡似地把白光分解成七種單色光，對陽光起分光色散作用。

陽光是如何在小水滴中產生分光色散現象?

陽光射入小水滴，即從空氣這種媒質進入水這種媒質，發生一次折射，由於構成白光的各種單色光的折射率不同，紫光波長最短，其折射率最大，紅光波長較長，其折射率最小，其餘各色光則介乎其間。因此，光線在小水滴內產生分光現象，各色光同時在小水滴繼續傳播，遇到水滴的另一界面時被反射回來，重新經過小水滴內部，出來時再一次發生折射回到空氣中。這樣，陽光在小水滴中進行了兩次折射和一次全反射就被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光。當空氣中的小水滴數量很多時，陽光通過這些小水滴，經過反射和折射作用，射出來的光集中在一起，天空中美麗的彩虹就形成了。

平時，我們看到的多數是一條彩虹，視角(從地面至虹頂的角度)約42°。有時在彩虹的外邊還能看到一條顏色順序與這條彩虹恰好相反，且較暗一些的另一條虹，這條叫副虹。主虹是內紫外紅，副虹是內紅外紫，副虹又叫霓。霓與主虹為同心的圓弧，兩者之間天空比較暗，虹內、虹外天空比較明亮。霓的視角大約51°。它的成因與主虹基本相同。它是陽光在小雨滴中經過兩次反射和兩次折射而形成的，即折射——全反射——全反射——折射而形成的。在地平面上，我們看到的主虹與霓是半圓形的，那是因為它們下半部分被地面遮住了。若是站在高山頂上，就能看到主虹與霓的大部分。只有在晴朗的天氣時，在飛機艙中向下看，才能看到主虹與霓的全貌，即完整圓環。

如果太陽的角度太大(例如在中午前後)，或太小(近日出或落日)，我們也不易看到虹，又因虹是陽光經小水滴反射進入我們眼睛的，所以彩虹永遠出現在太陽的對面，因此。朝虹見於西方，夕虹見於東方。。其出現以夏季為主。

主虹為何內紫外紅

我們看虹時，有色的光線依著各種角度從小水滴中反射出來，對於某一質點來講只能把某一種顏色的光線射入我們的眼簾，而從同一雨滴中折射出來的其他有色光或高或低地越過我們的眼簾，不被我們所看到。具體而言，在那些能進入我們眼簾的，並經處於最高位置的小水滴，所折射的光線中，由於紅光折射率最小，偏向角也最小，所以才能進入我們的眼簾，我們看到的只是紅光，其他色光由於折射率大，偏向角也大，都越過我們的頭頂而去。稍低一點的小水滴，也就只能是在折射光線中偏向角比紅光大，又比其餘色光小的橙色光先進入我們的眼簾，而被我們看到。其餘色光中，紅光偏低，黃、綠、藍、靛、紫都偏高，越過我們的眼簾不被我們所看到。以此類推，那些進入我們眼簾，並經處於最低一層位置的小水滴折射後的光線，我們只能看到的是紫光，其餘色光都從我們眼皮底下溜走。這樣，空中鄰接的小水滴中折射出來的光線，形成一條內紫外紅的彩虹。

Ⅱ 彩虹的物理知識

虹：陽光射入水滴（雨滴、毛毛雨滴或霧滴）經折射和反射而形成在雨幕或霧幕上的彩色或白色光環。它是夏季天空常見的大氣光學現象。雨過天晴，太陽照在遠方天空的雨區上而在那裡出現彩色或白色的光環。用人工方法也可以製造出彩虹，最簡單的方法是在太陽照亮的地方，背陽而立，用嘴向空中噴灑出大量的細水沫，於是在空中合適的位置上就會閃現出彩色光帶。虹對觀測者的角半徑約為42度，色序排列為內紫外紅，總寬度約為2度，又稱主虹。在主虹的外側，有時還能看到角半徑約為52度的同心光環，稱為霓，又稱副虹。副虹的色序和主虹相反，外紫內紅，寬度約為主虹的兩倍，但亮度較弱。
根據幾何光學原理，當平行的太陽光束照射到水滴上時，從不同部位入射的光經水滴折射和內反射後，向各個方向射出，大部分是發散光，只有從某一適當部位一一定的入射角入射的光束，射出時仍保持平行，這是入射光和出射光的夾角（偏向角）最小，光的強度也最大。這種以一定入射角入射經水滴一次內反射而滿足最小偏向角的那部分光線，構成了虹，而以一定入射角入射經水滴兩次內反射且滿足最小偏向角的那部分光線則構成霓。

Ⅲ 如何做彩虹實驗

用水折射法：

1、將高矮不一的塑料瓶放在陽光直射的桌面上，觀察有無彩虹形成。

(3)物理如何照射彩虹擴展閱讀：

彩虹的原理和介紹：

1、簡介：

彩虹，其實只要空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象，彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現，這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。

而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以製造人工彩虹。

月虹，又稱晚虹，是一種非常罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現，由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。

2、原理：

彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。

造成這種反射時，陽光進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，最後離開水滴時再折射一次，總共經過一次反射兩次折射。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，紅光的折射率比藍光小，而藍光的偏向角度比紅光大。

由於光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。因此，彩虹和霓虹的高度不一樣，顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經過兩次折射一次反射，霓虹則是光線經過兩次折射兩次反射。

3、變化：

多重彩虹：

大多數人因為沒有積極的去觀察而不會注意到霓，霓是經常出現在主虹外側昏暗的第二道彩虹。霓是陽光經由雨滴內兩次反射和兩次折射產生的，出線的角度在50–53°。兩次反射的結果，使得霓的色綵排列和虹的弧相反，藍色在外而紅色在內。

霓比虹暗弱，因為兩次反射不僅使得更多的光線逃逸掉，散布的區域也更為寬廣。在虹與霓之間未被照亮的天空，因為是亞歷山大最先描述的，所以被命名為亞歷山大帶。

更暗的第三道虹，甚至第四道虹，都曾經被拍攝過。這些是陽光在雨滴內經過三次或四次反射造成的。這些虹都出現在與太陽同一側的天空，第三道和太陽相距約40°，第四道則約為45°。因為陽光的關系，用肉眼很難看見。

Felix Billet （1808–1882） 敘述過更高階的虹，他描繪出第19道虹的位置，並稱此種模式為"彩虹玫瑰"。在實驗室內，使用更明亮的光線和準直良好的激光，可以觀察到更高階的虹。據報吳等多人在1998年使用類似的方法，以氬離子激光光束達到200階的虹。

反射虹和被反射虹：

當彩虹出現在水面的物體上時，來自不同光路互補的兩個鏡弧可能分別出現在水面上和水面下。它們的名稱略有不同，如果水面是平靜的被反射虹將呈現鏡像出現在水面的地平線下方。

陽光在抵達觀測者之前首先受到雨滴的偏折，然後經過水面的反射。被反射虹，至少是一部分，經常可見，甚至在小水坑都可見。

當陽光在抵達雨滴前先被水面反射，它可能生成反射虹，如果水面夠大，整個表面也是平靜的，並靠近雨幕，反射虹便可能出現在地平線之上。

它與正常的彩虹交會在地平線處，並且它的弧會在天空的較高處，因為它的中心在地平線之上，而正常彩虹的中心在地平線之下。由於需要上述條件的配合，反射虹是很罕見的。

如果反射的弧再被反射，並且霓反射弧和他的反射弧同時都出現，同時出現6條（或是8條）綵帶也是可能的。

全圓彩虹：

全圓彩虹導因於雨滴對陽光的「內反射」所造成的，因為雨滴和空氣的折射率不同導致。

Ⅳ 初中物理 彩虹形成原理

彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進的，但它也具有一旦進入水中就會折射的性質。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。此時，由於光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現於與太陽方向相反的天空，所以想在雨後看彩虹時要背對著太陽。
夏天雨後，烏雲飛散，太陽從新露頭，在太陽對面的天空中，會出現半圓形的彩虹。
虹是由於陽光射到空中的水滴里，發生發射與折射造成的。
我們知道，當太陽光通過三棱鏡的時候，前景的方向會發生偏折，而且把原來的白色光
線分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色的光帶。
下過雨後，有許多微小的水滴漂浮在空中，當陽光照射到小水滴上時會發生折射，分散
成7種顏色的光。很多小水滴同時把陽光折射出來，再反射到我們的眼睛裡，我們就會看到一
條半圓形的彩虹。彩虹的色帶分明，紅的排在最外面，接下來是橙、黃、綠、青、藍、紫6種
顏色。
空氣里水滴的大小，決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮艷。也
比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。
我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有背著太陽百能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在
西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。
虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出
現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能
性卻很大。
彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。
一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現

Ⅳ 怎樣可以看見彩虹彩虹的原理是什麼越多越好

彩虹是因為陽光射到空中接近圓型的小水滴,造成色散及反射而成.陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射.當中以40至42度的反射最為強烈,造成我們所見到的彩虹.造成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然後在水滴的背面反射,最後離開水滴時再折射一次.因為水對光有色散的作用,不同波長的光的折射率有所不同,藍光的折射角度比紅光大.由於光在水滴內被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下.
其實只要有空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背後以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象.彩虹最常在下午,雨後剛轉天晴時出現.這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨雲而較暗.而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到.另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以人工製造彩虹.
空氣里水滴的大小,決定了虹的色彩鮮艷程度和寬窄.空氣中的水滴大,虹就鮮艷.也比較窄；反之,水滴小,虹色就淡,也比較寬.我們面對著太陽是看不到彩虹的,只有背著太陽才能看到彩虹,所以早晨的彩虹出現在西方,黃昏的彩虹總在東方出現.可我們看不見,只有乘飛機從高空向下看,才能見到.虹的出現與當時天氣變化相聯系,一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天.東方出現虹時,本地是不大容易下雨的,而西方出現虹時,本地下雨的可能性卻很大.
彩虹的明顯程度,取決於空氣中小水滴的大小,小水滴體積越大,形成的彩虹越鮮亮,小水滴體積越小,形成的彩虹就不明顯.一般冬天的氣溫較低,在空中不容易存在小水滴,下陣雨的機會也少,所以冬天一般不會有彩虹出現.
造成彩虹的光學原理很多時候會見到兩條彩虹同時出現,在平常的彩虹外邊出現同心,但較暗的副虹(又稱霓).副虹是陽光在水滴中經兩次反射而成.兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°,所以副虹位置在主虹之外.因為有兩次的反射,副虹的顏色次序跟主虹反轉,外側為藍色,內側為紅色.副虹其實一定跟隨主虹存在,只是因為它的光線強度較低,所以有時不被肉眼察覺而已.蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成.笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射.他以玻璃球注入水來進行實驗,得出水對光的折射指數,用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成,而副虹則是兩次反射造成.他准確計算出彩虹的角度,但未能解釋彩虹的七彩顏色.後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太陽光散射成彩色之後,關於彩虹的形成的光學原理全部被發現.
彩虹其實並非出現在半空中的特定位置.它是觀察者看見的一種光學現象,彩虹看起來的所在位置,會隨著觀察者而改變.當觀察者看到彩虹時,它的位置必定是在太陽的相反方向.彩虹的拱以內的中央,其實是被水滴反射,放大了的太陽影像.所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮.彩虹拱形的正中心位置,剛好是觀察者頭部影子的方向,虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置.因此當太陽在空中高於42度時,彩虹的位置將在地平線以下而不可見.這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因.
彩虹由一端至另一端,橫跨84°.以一般的35mm照相機,需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下.倘若在飛機上,會看見彩虹會是原整的圓形而不是拱形,而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向.
晚虹是一種罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現.由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色,故此晚虹看起來好像是全白色.

Ⅵ 彩虹形成的物理原理

「彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹

Ⅶ 人造彩虹實驗步驟

錐體上滾運用的原理是重心的運動。雖然看到的現象好像是錐體在上滾，但是從側面觀察的話錐體重心其實是下移的。造成錯覺的原因是以為兩條支撐桿雖然是向上抬起的，但是桿間距離在不斷增大，也就是說桿支撐錐體的位置在向外移動。（重心：正常情況下的重心都是指物體的幾何中心。錐體的重心在錐體的內部集合重心上，不在物體外面。重心的具體位置在錐體的中心軸的中間）
人造彩虹的儀器種類很多，不知道你說的是哪一種。我了解的有三種（1）白光照射，用噴霧器噴出水霧，就可以產生彩虹，彩虹是白光在細小的水珠內經過一次反射和兩次折射而產生的色散現象．（2）採用普通的光碟，光碟的一個面的紙去掉，這樣光碟的格子就形成了衍射光柵，利用不同光的衍射的衍射角不同，可以製作人造彩虹．（3）利用棱鏡對白光折射，由於折射率不同，也可以產生彩色條紋。
（你所說的幻燈片投影這里利用了光的折射。幻燈機的光源是白光，相當於白熾燈，當光照射到圓玻璃球上以後在玻璃球內部產生折射，根據不同顏色的光折射率不同，就可以把不同顏色光分離開，就形成了彩虹。你這個實驗的儀器我沒有看到，具體圓球是什麼材料我不清楚，但是一般材料就玻璃和樹脂兩種。如果你想知道是什麼材料，可以算出小圓珠的折射率就可以比較出來了。演算法用的是最小偏向角，比如：你的這個實驗中入射光和折射光夾角為127度。你可以根據分光計測三棱鏡折射率的方法加以計算。後面一部分說當兩板形成小於90度夾角時會看到環形彩虹，這個是利用了光的干涉，光在屏上會形成環形干涉區域，在這個區域的最裡面是彩色環紋，再往外去就變成了邊緣為紫色的白色環紋。如果你用單色光照射的話就能看到很多單色的環紋。這個和物理裡面的雙縫干涉差不多）

Ⅷ 天空出現彩虹般的光環,是什麼物理現象

(彩虹般的光環)彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內也是以不同的角度反射。當中以40-42度的反射最為強烈，形成人們所見到的彩虹。
其實只要空氣中有水滴，而陽光正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有雲的遮擋而可見陽光，這樣彩虹便會較容易被看到。虹的出現與當時天氣變化相聯系，一般人們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。
彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。