经过两千多年人们才了解了它的物理原理却没有几人见过它的完美
初中物理曾经学了光的反射、光的折射、光的色散，其中光的色散可以用来解释彩虹的形成原因，实际上，真正的彩虹有一半多是在地面以下，在地面上的人没有几个人曾经见过它的完美的全
初中物理曾经学了光的反射、光的折射、光的色散，其中光的色散可以用来解释彩虹的形成原因，实际上，真正的彩虹有一半多是在地面以下，在地面上的人没有几个人曾经见过它的完美的全貌。
那么，彩虹为什么是弧形的？弧形的另外一部分呢？应该是个圆啊！
从飞机上拍下的仅有的一幅完美彩虹
今天我们来详细解释一下彩虹的真正成因和它让人惊叹的真实全貌！——圆形彩虹！
彩虹一直是无数文人墨客们描写的对象，也一直是科学家和数学家们眼中的奇迹，人们花费了两千多年的时间，才了解了关于彩虹的奥秘，大多数人熟悉的知识彩虹的外形和七彩的色带。
那么从物理的角度来看，要形成彩虹，阳光和水滴是不可或缺的。
公元前300年，亚里士多德提出了一个和现代模型相似的彩虹原理模型。即彩虹是由于阳光对于雨云的照射形成的。具体如下图，图比较多，但是可以很完整的看出其物理光学原理。
亚里士多德的主要观点是
当阳光照射在雨云的一些点上
而这些点都以固定的角度对阳光进行偏离反射
由于阳光的光束相互平行
它们在雨云的这些点上
都出现了同一角度的偏离反射
设想太阳在你的背后
你的前面有一片雨云
被反射的光束正好进入了你的眼睛
那么这一点所在的天空看起来更亮
他们反射的光线以同样的角度进入了你的眼睛
它们反射的光线以同样的角度进入了你的眼睛
事实上，这些集合在一起的点
在你看来都非常的明亮
形成了一个弧形
形成了一个弧形
亚里士多德没有弄明白的是
如果阳光和反射光线形成的角度为Y
那么这一角度和其他角度是一样的
相对于你的头到头顶的影子所在的直线
彩虹的位置是固定的
固定反射角度意味着
如果没有地面的阻碍
人们可以看到完整的圆圈形彩虹
圆圈形彩虹
人的眼睛和影子的末端形成的
“影子直线”正好处在这个圆圈的圆心位置
由于雨云上的所有点
都是以固定的角度反射光线
因此就形成了一个弧形
事实上，彩虹之所以呈现出不同的颜色
是因为阳光是由不同颜色的光构成的
这些颜色光的反射角度略有不同
因此就形成了稍有不同的光圈
由于你的影子线有固定的角度Y
那么随着影子末端的移动
彩虹也会跟着你移动
不同的观察角度会呈现出一个不同的彩虹
不同的观察角度会呈现出一个不同的彩虹
因为你的影子线
永远处于彩虹圆圈的圆心位置
如果太阳所处的位置低
例如早上或傍晚
阳光几乎是水平状
那么你可以看到的彩虹就越多
当天空中太阳的位置越高
那么地面上出现的彩虹就越少
如果你向上移动
就会逐渐看到彩虹的全貌
我们可以从飞机上看到这种效果
也可以通过水管喷水来制造彩虹
喷水的位置要足够高
喷水的位置要足够高
就会形成完整的圆形彩虹
笛卡尔对雨云中亿万雨滴如何反射成光锥进行了思考
笛卡尔对雨云中亿万雨滴如何反射成光锥进行了思考
他研究了光线在雨滴中的通过路线
反射的结果取决于光线射入的位置
只有一条光线的反射光线与入射光线重叠
这就是直接射入雨滴球心的那条光线
但没有射入球心的光线
进入雨滴时都发生了折射
到了雨滴的后侧被反射
离开雨滴进入空气时再次发生折射
发现分布均匀的光线照射在雨滴上后
经过折射、反射、进一步折射
最后形成较为集中的新的光束
新光束与入射光束形成了大约42度角
光束射入雨滴表面
反射出的光形成了一个42度的椎体
经过这样第一次色散，二次折射，从而出现七彩光
以上这些原理图，主要涉及到中学物理中的光的折射、光的反射、光的色散。
彩虹形成的过程是光的色散，而其本质是光的折射！
