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            2021年江蘇公務員考試常識積累:彩虹原理和變化
            http://www.iranairiatravel.com/       2019-12-15      來源:江蘇公務員考試網
            【字體: 】              

              行測常識判斷考點范圍很廣,一般包括政治、法律、經濟、人文、歷史、地理、科技、生活等方面,需要小伙伴們長時間不間斷的積累。今天江蘇公務員考試網(www.iranairiatravel.com)給大家帶來的是“彩虹原理和變化”考點常識。

             


              彩虹,又稱天弓(客家話)、天虹、絳等,簡稱虹,是氣象中的一種光學現象,當太陽光照射到半空中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫 七種顏色。事實上彩虹有無數種顏色,比如,在紅色和橙色之間還有許多種細微差別的顏色,但為了簡便起見,所以只用七種顏色作為區別。


              一、簡介


              彩虹,其實只要空氣中有水滴,而陽光正在觀察者的背后以低角度照射,便可能產生可以觀察到的彩虹現象,彩虹最常在下午,雨后剛轉天晴時出現,這時空氣內塵埃少而充滿小水滴,天空的一邊因為仍有雨云而較暗,而觀察者頭上或背后已沒有云的遮擋而可見陽光,這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天氣下背對陽光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以制造人工彩虹。


              月虹,又稱晚虹,是一種非常罕見的現象,在月光強烈的晚上可能出現,由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色,故此晚虹看起來好像是全白色。


              二、原理


              彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。陽光射入水滴時會同時以不同角度入射,在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈,造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時,陽光進入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后離開水滴時再折射一次,總共經過一次反射兩次折射。因為水對光有色散的作用,不同波長的光的折射率有所不同,紅光的折射率比藍光小,而藍光的偏向角度比紅光大。由于光在水滴內被反射,所以觀察者看見的光譜是倒過來,紅光在最上方,其他顏色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一樣,顏色的層遞順序也正好反過來。彩虹意旨光線經過兩次折射一次反射,霓虹則是光線經過兩次折射兩次反射。


              三、變化


              1.多重彩虹


              大多數人因為沒有積極的去觀察而不會注意到霓,霓是經常出現在主虹外側昏暗的第二道彩虹。霓是陽光經由雨滴內兩次反射和兩次折射產生的,出線的角度在50–53°。兩次反射的結果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,藍色在外而紅色在內。霓比虹暗弱,因為兩次反射不僅使得更多的光線逃逸掉,散布的區域也更為寬廣。在虹與霓之間未被照亮的天空,因為是亞歷山大最先描述的,所以被命名為亞歷山大帶。


              更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾經被拍攝過。這些是陽光在雨滴內經過三次或四次反射造成的。這些虹都出現在與太陽同一側的天空,第三道和太陽相距約40°,第四道則約為45°。因為陽光的關系,用肉眼很難看見。


              Felix Billet (1808–1882) 敘述過更高階的虹,他描繪出第19道虹的位置,并稱此種模式為"彩虹玫瑰"。在實驗室內,使用更明亮的光線和準直良好的激光,可以觀察到更高階的虹。據報吳等多人在1998年使用類似的方法,以氬離子激光光束達到200階的虹。


              2.反射虹和被反射虹


              當彩虹出現在水面的物體上時,來自不同光路互補的兩個鏡弧可能分別出現在水面上和水面下。它們的名稱略有不同,如果水面是平靜的被反射虹將呈現鏡像出現在水面的地平線下方。陽光在抵達觀測者之前首先受到雨滴的偏折,然后經過水面的反射。被反射虹,至少是一部分,經常可見,甚至在小水坑都可見。


              當陽光在抵達雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面夠大,整個表面也是平靜的,并靠近雨幕,反射虹便可能出現在地平線之上。它與正常的彩虹交會在地平線處,并且它的弧會在天空的較高處,因為它的中心在地平線之上,而正常彩虹的中心在地平線之下。由于需要上述條件的配合,反射虹是很罕見的。


              如果反射的弧再被反射,并且霓反射弧和他的反射弧同時都出現,同時出現6條(或是8條)彩帶也是可能的。


              3.全圓彩虹


              全圓彩虹導因于雨滴對陽光的“內反射”所造成的,因為雨滴和空氣的折射率不同導致。

             

            刷題鞏固


              例題:彩虹是太陽光照射到空氣中的水滴時,光線被折射及反射,在天空中形成的拱形七彩光譜。下列關于彩虹的說法正確的是:


              A.冬天不易出現彩虹


              B.水滴越大,彩虹越不明顯


              C.彩虹上的藍光總在紅光上方


              D.彩虹的明顯程度與陽光強度無關


              正確答案是A


              解析


              本題主要考查物理常識,涉及到彩虹相關知識。


              A項正確,一般冬天的氣溫較低,在空中不容易存在小水滴,下陣雨的機會也少,所以冬天一般不容易有彩虹出現。


              B項錯誤,在陽光強度一定的條件下,彩虹的明顯程度,取決于空氣中小水滴的大小。小水滴體積越大,形成的彩虹越鮮亮,小水滴體積越小,形成的彩虹就不明顯。


              C項錯誤,水對陽光有色散作用,不同波長的光的折射率有所不同。因為藍光的折射率比紅光大,致使藍光的偏折程度大。所以紅光在最上方,其它顏色在下。


              D項錯誤,彩虹的明顯與否,一主要取決于在各色光的寬度上,寬度大就明顯,寬度小則各色光重疊不明顯;二與太陽光的強度有一定關系,因為太陽光強可以影響各色光的亮度。因此彩虹明顯度與太陽光強有關。


              故正確答案為A。

             

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