科技小論文17

光的傑作——彩虹

李　玉　　

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雨後的天空，當你推開窗子，你是否看到了那五彩繽紛的虹橋。那是一種無法言喻的心靈享受。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；還有人說，那是王母娘娘的七個女兒；這些古老的傳說給彩虹蒙上了神秘的面紗。作為新時代的青年當然明白那些只是古人的美好願望，但這份傑作也足以讓我們對大自然肅然起敬。那麼彩虹到底是什麼？又是怎樣形成的呢？

一談起彩虹人們便會將它跟雨後聯繫在一起。於是出現了一種普遍看法：只有在雨後才能出現彩虹。其實，這種看法是不全面的，雨後天空有時會出現彩虹固然正確，但細心觀察，在陽光下，噴泉和瀑布的周圍也會出現彩虹；在夏天，街上奔路的洒水車的後面，有時也會出現一段彩虹；用噴霧器在空中噴霧還可製造彩虹……可見，並不是在雨後才有彩虹，以上種種事實，告訴我們，彩虹離不開水，那麼它與水又有什麼聯繫呢？

眾所周知，我們平時所見的太陽光實際上是由紅、橙、黃、綠、藍、靛紫複合而成。陽光射入空氣中懸浮的小水滴，即從空氣這種媒質進入水這種媒質，發生一次折射，由於構成白光的各色單色光的折射率不同，紫光波長最短，但折射率最大，紅光波長較長，但折射率最小，其餘色光價乎其間。因此，光線在小水滴內由於具有不同的偏轉角而分開，各色光在小水滴內繼續傳播，遇到水滴的另一界面被反射回來，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鎰折射和一次全反射就被分解成七種單色光。當空氣中的小水滴很多時，陽光通過這些小水滴，經過反向和折射作用，射出來的光集中在一起，天空中便形成了美麗的彩虹。

生活中的有心人會發現，彩虹的內層為紫色，最外為紅色，為什麼會這樣呢？

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帘，而以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帘，不被我們所看到。具體而言，在那些能進入我們眼帘的，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帘，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帘，而被我們看到，其餘色光中，紅光偏低、黃、綠、藍、靛、紫都偏高，越過我們的眼帘而不被看到。以此類推，那些進入我們眼帘，並經處於最低一層位置的小水球折射後的光線，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，空中領接的小水珠中折射出來的光線，形成一條內紫外紅的彩虹。

當然，彩虹並不都是一個樣，彩虹的色彩與寬度由空氣里的小水滴的大小決定。雨滴越大，彩虹不定期越窄，色彩越鮮明；雨滴越小，彩虹帶越寬，彩虹越黯淡。當雨滴小到一定程度時，分光和反射不明顯，彩虹就消失。這樣，彩虹與天氣變化便結下了不解之緣，也才有了廣為流傳的「東虹日頭、西虹雨」的俗諺。如果彩虹的色彩由鮮艷變為暗淡，寬度由狹窄變為寬大，都說明空氣中雨滴由大逐漸變小。由此，我們可推知空氣可能逐漸轉向穩定，天氣情況漸趨穩定。

走進斑斕的彩虹世界讓我們進一步認識到這一自然奇觀。一言以蔽之——光的傑作。

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