霓与虹的区别 - 物理科普

霓与虹的区别

添加时间:2008-04-18 原文发表时间:2008-04-18 人气:32

彩虹的形成,夏天雨后天空中漂浮着很多的水汽和小水滴，当太阳光
以一定角度穿过云层中及空气中的小水滴时，将产生比较复杂的反射与

折射而造成的一种色散现象。彩虹，简称虹，英文叫rainbow。通常说的彩虹一定是红色

在外，紫色在内，呈弧形，弧高40～42度。这可以通过几何光学的折射和反射定律，及

地球与太阳（别的光源也可以）的关系解释，简单说就是，太阳光线通过大量小球形的

水珠时，发生折射和全反射后到达人的眼睛，形成了色彩分开虚像。频率高的光波折射

的程度要大于频率低的光波，于是彩虹中红色在外，紫色在内，中间有各色光带。

　　与彩虹相对的是"霓"，它也叫副虹，位于"虹"的外圈，一般不出现，或者即使出现

亮度和鲜艳程度也不及虹。英文中，与霓对应的是secondary rainbow ，也称二级虹、

次级虹，弧高52～54.5度。霓的色彩正好与虹相反，即外圈是紫色，内圈是红色。霓

的成因也与折射和反射有关，只不过它是二次全反射（double 或 two internal reflec

tions）的结果（所以亮度减少）。严格说在主虹（即通常的虹）内侧，还有复杂的光

学现象。

我国早在殷代甲骨文里就有了虹的记载，当时把虹字形象地写成“＝”。到了唐代，

对虹有了比较科学的解释。唐初孔颖达（574一648）在《礼记注疏?月令》中写道：“

若云薄漏日，日照雨漏则虹生。”这里已粗略地揭示了虹的成因。在欧洲，英国科学家

罗吉尔?培根（1214～1292）最早指出虹霓是由太阳光照射空中的雨滴，发生反射和折

射现象而形成的。笛卡尔在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点内的反射造成，

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。