美麗的彩虹之謎
彩虹的研究曆史
在夏秋季節裏,一陣大雨過後,天空中常常會出現一條瑰麗多彩的長虹,它像一座燦爛的半拱形彩橋,飛架在天邊的地平線上方,形成天空中的瑰麗幻景,引人入勝。
在古代,由於人們還不懂得虹的形成原因,便出現了許多神話傳說。有的說“虹是天上的神仙架在天河上的渡橋”有的說“虹是老天爺的神棒、馬鞭”,阿拉伯人說“虹是光明神古沙赫休息時放在雲端上的弓”還有的說“虹是歡樂女神的笑容”“是月宮裏的嫦娥揮舞的長袖”等。
1624年,意大利學者多明尼斯主教,用自然科學的原理解釋了虹的形成原因。但由於當時社會的落後和愚昧,昏庸的教皇竟把多明尼斯主教趕出教會,判處了死刑,並把他的著作和屍體一起焚燒掉。
後來法國科學家笛卡兒在水池旁邊,看到了水池上麵含有大量水滴的空中人造虹,他便用裝有水的玻璃球進行了實驗,並在1637年發表了關於虹的形成原因的文章。
他在文章中說:“虹是太陽光射入空中的水滴內發生反射和折射的結果。”但他還不清楚虹的顏色是怎樣形成的。直至17世紀60年代,牛頓發現太陽光通過三棱鏡的色散現象後,虹的秘密才被揭開。
什麼是虹
虹是一種自然的天氣現象。在盛夏和初秋季節裏,下雨前後,當空氣裏還飄浮著許多小水滴時,當太陽光照射到這些小水滴上,由於發生折射作用,就改變了太陽光線原來的方向,並將由七種顏色合成的白色太陽光線散射開來,使之重新成為七種顏色;再經過地麵的反射作用,於是,在太陽的對麵,就形成了從外向內,排列順序為赤、橙、黃、綠、青、藍、紫的美麗鮮豔的光弧,這就是虹。虹的顏色和寬度都與水滴大小有關,空中的水滴越大,虹的顏色越鮮豔,虹帶越寬;水滴越小,虹的顏色越昏淡,虹帶越窄。
“東虹日頭西虹雨”
虹的出現,和當地的未來天氣變化有著密切關係,我國勞動人民總結的“東虹日頭西虹雨”的天氣諺語,是符合科學道理的。我們居住的溫帶地區,高空的氣流是有規律地自西向東移動的,所以,未來的陰晴風雨的天氣變化,是和西方氣流的性質有著密切關係的。
“東虹日頭”的意思,是說傍晚東方出現虹時,預示第二天是晴天,因為東虹表明東方空氣中的水滴雖多,濕度很大,但雨區將繼續向東發展,不會經過本地區,所以當地不會下雨。而相對應的西方的幹燥空氣,將向本地移來,因此當地的第二天將是晴天。“西虹雨”的意思,是指早晨在西方出現了虹,不久將出現陰雨天氣。因為西方空中含有大量的水滴,這些水滴將向東發展,移到本區來。再加上本地隨著太陽的升高,蒸發加劇,低空的水汽不斷上升到高空,與高空的水滴相遇,使高空中的水滴不斷擴大增多,所以,容易造成陰雨天氣。
“蜘蛛掛網久雨必晴”
在我國許多地方,如見蜘蛛張網,陰雨天氣將會轉晴;如見蜘蛛收網,天氣將轉為陰雨。
蜘蛛能預測天氣,主要是因蜘蛛對空氣中濕度變化反應相當靈敏,在蜘蛛尾部有許多小吐絲器,吐絲器部分既黏又涼,當陰雨天氣來臨時,由於空氣中濕度大、水汽多,水汽易在蜘蛛吐絲器部分凝結成小水珠兒,這樣蜘蛛吐絲時感到困難,便停止放絲而收網。相反,當空氣中濕度變小天氣轉好時,蜘蛛吐絲順利,便張網捕蟲了。另據研究,蜘蛛的腿能感知20~50赫茲頻率的聲音,當天氣轉晴時昆蟲易活動,飛行時發出的嗡嗡聲,蜘蛛很快就會發覺,所以便添絲織網,準備捕捉。這正是民間用“蜘蛛掛網久雨必晴”的諺語來觀測天氣晴雨的道理。
在線小知識
2011年11月27日,57歲的攝影愛好者菲爾·湯普森在澳大利亞維多利亞的貝拉林半島拍攝了一幅令人不可思議的照片,展現海麵反射出雙彩虹的罕見景象。當時,海麵不僅反射彩虹,並且將彩虹“一分為二”,景象令人歎為觀止。