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為什麼大雨後會出現虹?

大雨後出現虹是一種自然現象,它是由太陽光和水滴相互作用所形成的。當雨水從雲層中落下時,每一滴水都可以充當一個微小的凸透鏡,將太陽光折射和反射。

虹的形成主要涉及到兩個光學現象:折射和反射。當太陽光穿過空氣中的水滴時,由於水滴的形狀和密度不同,太陽光會發生折射。這使得光線的傳播方向發生偏轉,從而形成了不同顏色的光譜。

當折射的光線在水滴內部達到一個特定的角度時,會發生反射。這些反射光線會沿著水滴內部的壁面進行多次反射,最終從水滴的背面射出。這些反射光線經過折射和反射後,形成了一個半圓形的光譜,我們稱之為虹。

虹的顏色是由光的折射和反射過程中不同波長的光分散所致。當光線經過折射和反射後,不同波長的光在水滴內部以不同的角度發生偏轉。這導致了光的分散,使得我們能夠看到紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等不同顏色的光譜。

虹通常呈現出紅色在外側、紫色在內側的順序,這是因為紅光的波長較長,折射角度較小,而紫光的波長較短,折射角度較大。因此,紅光相對於紫光來說更容易被觀察到。

虹的形成還需要一定的條件,包括大雨後太陽仍然在地平線上,且觀察者的背對太陽。這樣,太陽光才能以合適的角度穿過水滴並形成虹。

虹是大自然中美麗的景觀之一,它不僅給我們帶來了視覺上的享受,也是物理光學的一個重要現象。透過對虹的研究,我們可以更深入地瞭解光的傳播和水滴的光學特性。
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