彩虹为什么是弧形 _为什么

其实真实的彩虹是环形，因为当我们仰望天空时，我们视觉线索可以告诉我们彩虹超过半圈是弧形。但是它们真实是整个圈。你永远不会看到来自地球表面的圆形彩虹，因为地平线阻碍了它。但是，在高处，飞机上的人有时会看到圆环它们。看看下面的照片。

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查看大图。| 2013年，Birdseye View Photography的Colin Leonhardt在澳大利亚珀斯附近的Cottesloe海滩拍摄了全圆彩虹。他乘坐直升机在夕阳和倾盆大雨之间飞行。
彩虹形成物理原因？
彩虹生成时，每个雨滴照射到每个雨滴中的阳光会被折射，或者分裂成其组成部分的颜色。并且光线也被反射，以便那些各种颜色反弹回来。彩虹的一个关键是光线以一定角度穿过雨滴，角度在40到42度之间，取决于光的颜色（波长）。Physicsclassroom.com以这种方式解释：

圆形（或半圆形）的产生是因为在大气中存在悬浮液滴的集合，其能够以相对于来自太阳的光的原始路径的偏离40-42度的角度来聚集分散的光。这些液滴实际上形成圆弧，弧内的每个液滴分散光并将其反射回观察者。

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【彩虹为什么是弧形】图片来自亚利桑那州立大学Steve Beeson
那么为什么彩虹会弯曲？要了解彩虹的曲率，需要将思路转变为三维思维模式。塞西尔亚当斯直截了当地解释了这一点：

我们习惯于将彩虹视为基本上是二维的，但这是由于缺乏距离而导致的错觉。产生彩虹的水滴云显然是三维的。然而，反射的几何形状是这样的，所有反射彩虹光线的液滴都是一个锥形，眼睛位于尖端。这需要一个直观的飞跃，看看为什么会这样，但让我们给它一个裂缝。水滴以40到42度的角度反射太阳光（或任何光线），具体取决于光线波长......太阳很低，落后于你。所有的阳光都进入，撞击你前方的水滴云，并以[大约] 40度的角度反弹回来。可以向上，向下和侧向反弹40度。但是你看到的唯一一个就是那些位于锥形的。
锥形解释是合理的，雨滴从与太阳正对面的角度以42度的角度闪烁着彩虹光线。闪烁着彩虹的所有水滴都在锥形表面上，它的位置在你眼前。他们可以近在咫尺。不在锥体上的其他水滴也会使阳光变成彩虹色，但它们的光线不会到达我们的眼睛。我们只看到锥体上的那些。当你向下看锥体时，你会看到一个圆圈。所以彩虹是圈子！如图所示是彩虹射线的形成方式。解释了为什么我们看到彩虹光环式。

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圆圈作为圆锥的一部分。
下面为一些壮观的照片！

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Mohamed Laaifat在法国诺曼底拍摄的照片于2018年3月28日在彩虹下面捕捉到了隆起的月亮。

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弗吉尼亚州Culpeper 。图片来自珍妮特弗隆。

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彩虹在日落时反映，通过FotografG?ranStrand 。他在瑞典Vansbro的一条名为V?sterdal?lven的河上拍摄了这张照片。更多关于此图片的信息。

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照片来自Eric Rolph 。

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2017年7月18日，爱沙尼亚的JüriVoit在2017年7月18日拍摄了这个双彩虹和闪电。图片来自JüriVoit 。

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彩虹在布鲁克林大桥。照片来自Jennifer Khordi 。

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艾略特·赫尔曼写信给EarthSky：“这是我最喜欢的地面拥抱的彩虹，就在我的前门......最后的最后一场雷雨，当天结束时它被清除了，低角度的太阳照亮了这个地面，拥抱着相邻的彩虹山坡。”

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内华达州，在季风雨过后。照片来自RN Misha 。

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大峡谷彩虹。照片来自Anne McLellan Swan 。

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尼亚加拉瀑布。照片来自Bob Lennartz 。

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照片来自法国诺曼底的Jean Marie Delaporte
谢悟空问答之邀！
彩虹的形成是光的折射现象，雨后天空悬浮着无数的小水滴，当太阳光照射到小水滴上时，一部分折射进入小水滴，进入的光线照射到小水滴的另一侧时，被反射回来，然后再一次照射到小水滴与空气的界面，有一部分光折射出来，被人眼看到，就会呈现七彩斑斓的虹。
下图就是阳光在小水滴中传播的过程，其中α是由小水滴射出的光线与入射到小水滴上的光线的夹角，该角的大小随入射光线的方向而变化，研究表明，只有α最大时才能被人眼观察到。对于同一种色光，α的最大值是一定的，比如红光α的最大值是42o，因为太阳光近似平行光，这样，人眼通过小水滴看到的同一种色光就是以人眼为顶点的圆锥面，所以，人眼看到的光是一个圆弧，确切地说是一个圆。因为通常人在地面上观察，视觉范围受到限制，圆的下部被遮挡，只看到上部，如果赶巧坐飞机看到彩虹，就能观察到彩虹是圆形的。
另外，不同的色光α的最大值不同，随波长的减小而减小，在太阳的七种色光中，红光最大，紫光最小。人眼观察时，按红橙黄绿蓝靛紫的顺序形成的圆锥顶角依次减小，因此，彩虹是外红内紫的。