杨道勇
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通往天国的彩虹桥
2013-06-11 14:36:46我拍摄彩虹时，太阳正处在地平线上。当时天上有很厚的云层，阳光是从云层下照射过来的。强烈的阳光掩盖了云层的存在。遗憾的是当时没有拍下整个过程。
彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，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，红光的折射率比蓝光小，而蓝光的偏向角度比红光大。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。
早在中国唐朝，孔颖达就提出了“若云薄漏日，日照雨滴则虹生”，表明了虹是日光照射雨滴所产生的自然现象。其后，张志和还进行了人工造虹的试验，证实了虹的产生是阳光通过水滴的结果。他还指出，要看到虹必须“背日”。北宋时,精通天文历算之学的进士孙彦先便提出“虹乃与中日影也，日照雨则有之。”的说法，已解释了彩虹乃是水滴对阳光的折射和反射。孙彦先的发现后来也被宋代沈括的梦溪笔谈所引用及证实，且沈括也细微地观察到虹和太阳的位置与方向是相对的现象。
1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。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，牛顿以玻璃棱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才全部被发现。
本文部分文字摘编自维基百科
