彩虹具有超自然的光色——紫、蓝、绿、黄、橙、红。大部分人都会被彩虹的这种色彩深深吸引,以至于他们没有注意到彩虹周围的天空。下次你看到彩虹的时候,不妨比较一下弧度下面和上面的天空。弧度下面的天空像是被彩虹照亮了。如果你有幸看到双彩虹,你会发现两个弧度间的天空好像变暗了。
这种亮带或暗带就是彩虹的副效应。让我们看一下它是怎么工作的吧!
彩虹是一种光学现象。若想看到彩虹,阳光必须是从你身后照射过来,并且射到你前面的雨滴上。当光线进入雨滴时,便开始弯曲。这是因为它正在穿过水,而水的密度比空气大。
白色的阳光由各种颜色组成,当光束进入雨滴时,雨滴或多或少会折射光的每种颜色或波长。(例如,蓝光比红光折射得更多。)所以白色的光束被色散成它真实的颜色,每种颜色按照自己的轨迹进行传播。
不同颜色的光线在雨滴里与镜面似的雨滴壁碰撞,再次弯曲并且被反射。当这些光线离开密度大的水滴进入空气时,会第三次折射。这个过程发生在数以百万计的雨滴中,这样你能看到弧形彩虹跨过天空。
然而,因为你站在地面上,所以你只能看到一定雨滴折射或反射的光线。红色和橙色光线弯曲度最大,所以最高位置的雨滴将这些光线折射到你眼睛里。蓝光和紫光折射得少一些,来自较低的那些雨滴。你可以从天空中间位置的雨滴看到黄光和绿光。
为什么彩虹下面的天空很亮?除了这种彩虹的波线,还有许多光线从雨滴中以比较尖锐的角度射出(没有宽角度的光线)。也就是说多余的光线会淹没在彩虹弧度的下面,从而照亮了这部分天空。
有时,光线在雨滴内进行了两次反射而不是一次,便会出现第二道彩虹。当这些经二次反射的光线从雨滴中折射出来,我们便可以从不同的位置观察到第二道彩虹了。
两道彩虹间的天空似乎变暗了。这是为什么呢?原来,在主虹下面有多余的光(镜像似的第二道彩虹上面也有多余的光),相比之下它们之间的天空就显得暗淡了。
小趣闻
夹在两道彩虹中间的那片天空称为“亚历山大暗带”。它是根据希腊科学家阿弗罗狄西亚·亚历山大命名的,他早在1800多年前就描述了这个令人困惑的暗带。