这图中所说的“从天上往下看的彩虹”是真的吗?


@我与老公的日常
tumblr的一位网友发了一张照片说,原来从高空上往下看,所看到的彩虹是长这样的:

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17个答案
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广林星云无机化学研究生,天文爱好者

2014-06-26 19:18

首先,附图肯定不是彩虹。彩虹有固定的视角和形状,即便从上空往下看,彩虹仍然是弧形,不可能出现类似“俯视图”的视角。

彩虹是由阳光经过空气中的水滴,途径射入-折射-反射-折射-射出这样一条路径,导致组成阳光的不同色光发生色散而形成的。笛卡尔研究了阳光射入水滴后射出的各种路径,发现与原来方向成42°夹角这一方向射出的光线最多最密集,这也就是彩虹的形成原理。因此,彩虹是角半径恒为42°的一个圆弧,并且一定出现在背向阳光,面向水滴的方向,这条规律在任何时候都成立。如果阳光在水滴内部发生两次反射,还会形成另一条彩虹——霓,霓的角半径恒为51°,色彩排列与虹相反,并且亮度和色泽都要黯淡一些。明亮的月光也能形成彩虹,在有水面反射阳光时,还会形成与主虹高度相异的反射虹。当水滴直径小于一定程度(如云滴和雾滴)时,折射出的彩色光带衍射而发生重叠重新合成白光,看到的是白虹。


虹与霓的形成机理以及水滴直径对虹的颜色影响情况。(图表来自《虹·晕·宝光》及《大气光象研究》)


在阿拉斯加拍摄的虹与霓。


瀑布水雾折射月光形成的月虹。


主虹和阳光与水面反射形成的反射虹。


从地面上看到的白虹。

那么,从飞机上看彩虹,到底应该是什么样子呢?先上图。

这张照片是跳伞者从半空中拍摄的,可以看到一个完整的环状彩虹。但是,飞机上看到的彩虹并非每次都是完整的环状彩虹。跳伞者的高度较低,离地表较近,雾气中水滴较大,能够形成彩色虹。但飞机位于高空,高空中云滴的直径通常很小,因此通常看到的是白虹。不仅如此,只有当太阳位于天顶时才能看到标准的圆环状虹,当太阳高度角大于42°小于90°时,看到的是椭圆形虹;当高度角小于42°时,看到的则是双曲线弧段了。

最后友情提示一下,虹、晕、华以及光环(宝光/佛光)的形成机理各不相同,混为一谈是错误的。

贴一页《虹·晕·宝光》对飞机上观察到的白虹的讨论:

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不是彩虹,而是一种因飞机玻璃因材质特性而产生的双折射( http://baike.baidu.com/view/147900.htm?fr=aladdin )现象,该现象通过在人眼/相机前加装偏振镜才容易看到/拍到。


针对这幅照片的情况分析,水面相当于第一面偏振镜,阳光经其反射后变成偏振光,该偏振光通过飞机玻璃发生双折射成为俩束互相垂直的偏振光并速度不同(导致两波相位错开),最后该组偏振光经过人眼/照相机前的偏振镜时重组并发生干涉,在特定角度下人眼/相机即可看到/拍到色带

参考资料:
https://atoptics.wordpress.com/tag/polarized/
http://www.microscopyu.com/articles/polarized/birefringenceintro.html

P.S. 本人非光学专业,如有谬误还望相关专业专家尽快指正

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volley气象学博士生,传统武术爱好者

2014-06-26 00:33



从上往下看,那也是这样的。位置应该在水滴上,而不是海面上

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相机镜头上拧个偏光镜,隔着塑料的机舱窗户,调好角度就有这个效果了,绝不会是彩虹的缘故。。

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我曾经无聊在刷牙的时候大口喷水(喷得很散的样子/需要技巧),然后就可在阳光下(某个角度)看到彩虹~偶也\(^o^)/

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松鼠网上有专门介绍彩虹的文章啊,按照人眼能够观测到的彩虹产生原理,只要你能看到彩虹,那都是一样的。彩虹不可能是一根实实在在存在的彩色的管子,可以让人在不同角度有不同的观感。

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支持者: PriceWang prelive

怎么我觉得瘆的慌,那图像是xx溶液,吓死我了

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明显不是,色带那么粗还是直的。

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请问 为什么彩虹之内的景物要明亮些??一直很疑惑

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其实稍稍动动脑子就这道这是骗局 —— 彩虹并不是在你眼睛看到的位置真的有条彩带

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愤怒的葡萄干_24317职业潜水,业余打酱油

2014-06-28 22:20

从飞机上俯视云层,看到过类似的景象,似乎是彩虹。

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从飞机上看,彩虹是圆的:

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楼主的问题是:
从天上往下看的彩虹”是真的吗?
一:从楼主的图片看,观测者的高度是在云层之上,在这种高度,不可能看见地面的彩虹。上面这张图是在相似高度较为接近“彩虹”的大气光学现象。
二:glory、佛光的原理现在尚无定论,但有一点是可以肯定的,其原理与彩虹相同,是在不同环境下(水滴的大小不同,观测者与水滴之间的距离等而产生的不同大气光学现象。因此,百度与维基均用环形彩虹或彩虹光环来形容佛光。

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支持者: 曾夏

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