所有的彩虹都應該是圓的 為什麼我們只看到拱形 告訴你原因

彩虹是一種大家喜聞樂見的自然現象。它又稱天弓、天虹、絳等等，簡稱虹。它是自然界中的一種光學現象，當太陽光線照射到空氣中的水滴時，水滴對光線產生反射和折射，就在天空中形成七彩光譜。

它從外至內依次呈現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。其實彩虹的顏色遠遠不止這幾種，比如在橙色和紅色之間還有多種細微差別的顏色，平時只是為了簡便起見，只用七種顏色來區分。

每次看見彩虹，觀賞的人總會欣喜若狂，因為相對來說看見彩虹的幾率並不高，因此彩虹常被看做上天賜予的獎勵和禮物。暴風雨過後，當你看著穿過天空的那個彩色的「拱門」，不知道你有沒有思考過這樣一個問題，為什麼它不是一個圓圈，而是拱形的。

為什麼我們看到的彩虹是一個拱形？通常情況下，我們看到的彩虹的一部分被地面和地平線阻擋。如果你想要觀察整個圓形的彩虹，你就必須找到一個很好的高而有利位置。下面，我們來解釋一下這種現象是如何發生的。

分離度

介質的重要性：在空中，光速以每秒186000英里（300000公里）的速度前進。但如果光線遇到密度較大的液態水時，光線就無法保持原來的速度通過。所以，一旦空氣中的光線照射到水滴上，它就會慢慢減速。

就彩虹而言，進入單個水滴的陽光會被多次彎曲或折射。首先，它在進入水珠時折射，之後光線從水滴遠端的內壁反射回來，再經過一次折射之後才能重新回到空氣中。

太陽光經過水滴折射以後，被分離成各種成分顏色。雖然看起來是白色，但陽光實際上是可見光譜內所有顏色混合的結果。

每種顏色的光都有著自己的波長，紅色光的波長最長，紫色光的波長最短。由於不同顏色光的這些特性，當一束白色的光線進入水滴時，其各種成分顏色會產生不同角度的折射，然後再從水滴中射出。這就是為什麼彩虹中的各種顏色會被分為不同層次的原因。

如果你希望見到彩虹，你的眼睛必須遠離太陽，你面前的空氣中必須要有大量的水分。一旦陽光照射到它們上面，陽光的各種成分顏色就會被折射和分散。

折射

你能看到那些顏色取決於你的身體所在的位置。每一個液態的水滴就像一個小稜鏡。它們將白光分成紅色，橙色，黃色，綠色，藍色，靛藍色和紫色光。但是你的眼睛只能從每個水滴中看到一種成分顏色，其它成分顏色因為角度不同，不會進入你的眼睛。

紫色位於彩虹上最低的位置，是因為紫色光以最小的角度折射出水珠，折射角為40度。與此同時，位於彩虹頂部的紅色光則是以42度的角度從水滴中折射而出。

這裡的關鍵因素就是反射點的位置。這是天空中或地面上的一個點， 相對於你的視角，它與太陽正好是180度。在陽光燦爛的日子裡，你在地面的影子中的頭部位置正好標誌著反射點。如果以這個地方為中心，每一條彩虹都會是一個完美的圓環。

然而，如果你站在地面，你將無法看到彩虹圓圈的下半部分。事實上，被地平線「淹沒」的彩虹的下半部分都是不可見的。其中一個原因是地球表面的緊密，限制了水滴的數量和濃度，限制了光線的反射。

因此，大多數人能看見什麼樣的彩虹，或者說能看到的彩虹百分比與太陽的位置直接相關。如果太陽剛剛從地平線上升起，反射點會非常高，這樣的情況下你就有機會看到更大的彩虹。

相反，如果太陽高出地平線42度以上，站在地面的觀測者就無法看到彩虹的任何部分。如果此時你坐在飛機上，事情會變得更加有趣，在多雨或有霧的日子裡，飛行員和乘客就可能看到完整的圓形彩虹。2013年，攝影師科林·萊昂哈特在澳大利亞科茨洛海灘上空飛行時就拍攝了一張圓形雙彩虹照片。

視覺錯覺

接下來，我們討論一下一些看起來像彩虹但又不是彩虹的圓形和彩色視覺錯覺。如果你正在乘坐飛機，坐在靠窗的位置，你就可能看到這種錯覺。它們是緊密的圓形光環，當你向下盯著雲層或一層霧氣時，它們會出現在太陽光反射點周圍。與彩虹不同的是，它們是電磁波的產物，甚至在一些較高的山頂上也能看到。

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