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彩虹和特殊彩虹的形成
彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射 造成的。当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的 七彩的光谱。彩虹七彩颜色，从外至内分别为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
彩虹的形成原因
我们知道，当太阳光通过三棱镜的时候，前景的方向会发生偏折，而且把原 来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 7种颜色的光带。
彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴， 造成光的色散及反射而成。单
个雨滴有着与棱镜不同的形状和密度， 但雨滴对光线的影响与棱镜相似。阳光射 入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内也是以不同的角度反射。当中以 40
至42度的反射最为强烈，形成我们所见到的彩虹。形成这种反射时，阳光进入 水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为 水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光 大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方， 其他颜色在下。
为了简单起见，我们仅观察红色和紫色的光，也就是可见光光谱两端的颜色。 下面这副图描绘了一束太阳光投射到一滴雨滴时发生的现象。
当一束白光从空气中射入水滴时，其各种组成色的光会按频率的不同而减 速。紫光进入水滴时会有相对较大的偏转。 在水滴的右边，一些光从中穿出回到 空气中，剩下的光则被反射。一些反射光又从该水滴左侧穿出， 经过折射再次回 到空气中。
这样，每个雨滴就将白色的阳光分解成其组成色。那么为什么我们会看到宽 的色带呢，好像天空中不同的降雨区色散出不同的单色光？这是因为我们仅仅从 每个雨滴中看到了一种颜色。可以通过下图了解其工作原理。
当雨滴A对光进行色散时，只有红光能从一个适当的角度射出， 进入观察者 的眼中。而其他颜色的光束则以较小的角度射出， 因此观察者看不到它们。太阳
光将以相同的方式投射到周围所有的雨滴上，因此这些雨滴都会将红光反射到观 察者眼中。
在空中，雨滴B的位置低一些，因此它不会将红光反射到观察者的眼中。在 该雨滴的高度，紫光会从一个适当的角度射出，进入观察者的眼中。雨滴 B周
围的所有雨滴都将以相同的方式反射光。 A和B之间的雨滴将不同颜色的光反
射给观察者，因此观察者能够看到完整的彩色光谱。如果观察者处于雨层的上面， 将能够看到一个完整圆形的彩虹， 因为光会从四周反射回来。而在地面上，我们 则可以看到地平线以上的雨滴所形成的拱形彩虹。
彩虹形成条件
其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产 生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现。这时空气内 尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。 而观察者头上或背后已 没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹 的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以人 工制造彩虹。
彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩 虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空