有趣問題–彩虹的成因
文﹕林俊雄    

光線被水點折射和反射
圖一  被水點折射和反射後,紅光和藍光的偏轉角度有少許差異,產生了彩虹的現象。
虹的成因
圖二 (a)  虹的成因
霓的成因
圖二 (b)   霓的成因

為甚麼會有彩虹?「霓」和「虹」有甚麼分別?

白色的太陽光其實包含有不同顏色的光線,粗略地可分為七種顏色,分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。在正常情況下,我們只會看見太陽光是白色的。但是在雨後放晴的時候,天空中仍殘留著一些小水珠,白色的陽光被小水珠折射和反射。由於不同顏色的光有不同的折射率,它們在水珠中被反射到稍為不同的方向。如果我們在特定的仰角去觀察天空,會看見不同的水珠反射出不同顏色的光,形成彩虹 (圖一)。

「霓」和「虹」都是陽光被小水珠折射和反射所形成的彩虹現象。光線被水珠折射兩次和反射一次就叫做虹 (圖二 a)﹔光線被水珠折射兩次和反射兩次就叫做霓 (圖二 b)。由於霓比虹反射多一次,光線的強度較弱,所以並不常見。另一方面,因為霓與虹的反射路徑不同,所以我們看到霓的七色剛巧與虹的七色上下相反的 (比較圖二 a 和二 b )。