⑴ 怎麼樣可以形成彩虹啊
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。
彩虹的氣象原理
空氣里小水滴的大小,決定了彩虹的色彩與寬度。雨滴越大,彩虹帶越窄,色彩越鮮明;雨滴越小,彩虹帶越寬,色彩越黯淡。當雨滴小到一定程度時,分光和反射不明顯,彩虹就消失。這說明了彩虹的形成直接與空氣中雨滴的存在、多寡、大小有著直接關系,反過來說,彩虹跟天氣變化有關。例如:如果彩虹的色彩從鮮艷變為暗淡,寬度從狹窄變為寬大,都說明空氣中雨滴由大逐漸變小,由此,我們可以推測空氣可能逐漸轉向穩定,天氣情況漸趨穩定。
幾千年來,我國勞動人民在長期的生活和生產實踐中,積累並流傳了許多與彩虹相關的看天經驗,並用簡潔語言編成諺語。這些諺語反映了天氣變化的客觀規律,已成為人們推測未來天氣變化的依據之一。例如「東虹日頭、西虹雨」 (或早虹雨,晚虹晴)根據彩虹的出現,推測未來天氣變化情況。虹在西方,說明西邊大氣中有大量雨滴存在,隨著天氣系統東移;本地將會有雨;西虹多出現在早晨。虹在東方,說明東邊大氣中有雨滴存在,天氣系統已經移過本地,天氣即將轉晴;東虹多出現在傍晚。又如:「晚虹日頭早虹雨;虹高日頭低,早晚披蓑衣;虹高日頭低,大水沒過溪;斷虹見,風隨見;斷虹早見,風雨即見;虹吃雲下一指,雲吃虹下一丈」等等,都是跟彩虹相關的天氣諺語。
物理教學除了要注重本學科的知識能力綜合外,還要注意與其他學科的知識交叉、融合,做到知識來源於生活、實驗,又回於生活、實驗,回於自然,讓學生活學活用,最終為生產勞動服務。「彩虹的氣象物理原理」是物理教學中的一個參考例子,詣在拋磚引玉,探討物理教學如何挖掘物理學科與其他學科的內在聯系,適應綜合問題新走向,培養學生的綜合素質。
⑵ 彩虹是怎樣產生的 利用了什麼物理知識
彩虹是氣象中的一種光學現象.當陽光照射到半空中的雨點,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩的光譜.彩虹的七彩顏色究竟是哪七種有不同的說法,中國最普遍的說法是(從外至內):紅、橙、黃、綠、青、藍、紫.西方的說法是:紅、橙、黃、綠、藍、靛 (Indigo)、紫,源於科學家牛頓分解七原色後取的名字. 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. 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. 原理 造成彩虹的光學原理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. 雙重彩虹,上方為霓,下方為虹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(參看). 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,會看見彩虹會是完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. 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.⑶ 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
⑷ 做彩虹的實驗怎麼做
做彩虹的實驗做法如下:
尋找彩虹:
准備:高矮不一的透明塑料瓶、水
2.分別滴入黃色和藍色的食用色素。
3.取2段捲筒紙,每段長度大於杯子高度的2倍,然後折疊成條狀,一頭放入有色的液體里,另一頭放入中間的空杯子里。
4.靜置約10個小時,看看中間的杯子里發生了什麼變化。
⑸ 製作彩虹小實驗過程
製作彩虹小實驗,可以在陽光充足的天氣情況下,利用鏡子或水兩種簡單的方法完成實驗。
首先准備一盆清水,把鏡子傾斜放入水中,接著調整角度,把陽光反射到牆上,陽光就會在穿過鏡面和水時發生色散作用,形成彩虹。
注意事項:在有太陽的日子裡才能做出正常好看的彩虹。
其實彩虹在我們的生活中很常見,在有陽光的日子裡,我們在路邊站著等一等,有灑水車經過的時候,也能看到美麗的彩虹哦。
⑹ 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。
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。
⑺ 物理一條光照射三棱錐折出現彩虹叫什麼現象
三棱鏡能改變光的傳播方向,光的顏色不同,方向改變的程度就不同。所以三棱鏡能把復合光析出多色的光譜,能使陽光產生彩虹,這種現象叫復合光的分解現象,簡稱光的分解現象。即三棱錐折出現彩虹叫光的分解現象。
⑻ 怎樣利用物理實驗室里的器材自製彩虹
1.三棱鏡(光的折射)
2.吹泡泡時的肥皂膜或積水路面的汽油膜(薄膜干涉)
3.楊氏雙縫干涉
都學過吧
⑼ 從物理角度說說美麗的彩虹是怎樣形成的
彩虹是一種自然現象,是由於陽光射到空氣的水滴里,發生光的反射和折射造成的。 當太陽光通過三棱鏡的時候,前進的方向就會發生偏折,會把原來的白色光線分解成紅,橙,黃,綠,藍,靛,紫各種顏色的光帶。下雨時,或在雨後,空氣中充滿著無數個小小的能偏折日光的水滴。當陽光經過水滴時,不僅改變了前進的方向,同時被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光。如果角度適宜,就成了我們看到的彩虹。
⑽ 用鏡子怎樣做出彩虹
光的折射(一)
一、實驗材料:一杯水、一面鏡子
二、實驗方法:
先將這杯水放在日照充足的地方,然後將鏡子緩緩地放入水中,觀察當水中的鏡子受到陽光直射時,投射到牆面上的光線發生了什麼變化?
三、實驗結果:
水中鏡子在陽光照射下,反射到牆面上的光線變成了由五顏六色色彩組成的美麗彩虹。
四、實驗結論:
孩子明白了光線首先是沿著直線傳播的,但如果光通過水投射到鏡子上時,它的傳播方向發生了變化,即光能產生折射現象,於是就出了五顏六色的美麗彩虹。
光的折射(二)
實驗材料:鏡子、小台燈、水。
實驗猜想:光通過水中的鏡面可以反射出彩虹
實驗過程:
1、把鏡子放入水中,鏡面向上,與水面呈一定角度。
2、打開小台燈,使光線射向鏡面。當鏡面晃動時發現屋頂上出現了彩虹。
實驗結果:通過實驗我們知道實驗猜想是正確的。