清晖园里的科学常识课丨揭秘九龙喷泉彩虹桥!
佛山市新闻传媒中心 2024-02-18 14:19

 

 清晖园九龙喷泉出现彩虹,这是什么原因呢?

快来看,九龙喷泉出现无数道彩虹!| 佛山寻龙记⑧

记者采访到顺德李兆基中学物理老师葛利敏和顺德区教育发展中心高中教育研究室物理教研员周璐。葛利敏告诉记者,“喷泉彩虹”的形成原理主要因为光的折射。

彩虹出现需要水珠和阳光共存

“我们平时看到的白色太阳光,实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成。经过棱镜的白色阳光被拆成彩带,是由于不同颜色的光经过棱镜后偏转的角度不同,物理上叫做折射率不同;太阳光经过球形的小水珠时,也会发生折射现象,形成外红内紫的色带,就是我们日常看到的彩虹。”

九龙喷泉喷出雾化的水珠,在阳光充足的天气就能观测到彩虹。

“由于九龙喷泉能喷出雾化的水珠,空气中有了足够多的球形水珠,具备了形成彩虹的条件,在阳光充足的天气就能观测到彩虹。”葛老师解释道,当白光从空气进入水时,会被分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,这就是色散现象。当光线从水进入空气时,就会发生折射。当太阳光照射到水珠上时,先是在水滴表面发生了一次折射,然后在水滴内壁发生一次或多次反射,最后再在水滴表面发生一次折射。这样就形成了美丽的彩虹。

喷泉里的彩虹有多长?

“当大量的平行光射向小水珠,在42º这个角度上偏转的光线最多,看起来也最亮。这个角度被称为彩虹角,我们看到的彩虹都是从这个角度偏转出来的光线。”周璐老师谈到。  

由于42º彩虹角的存在,水滴偏转出来的光线就会和我们的眼睛形成一个圆锥,理论上会看到一个圆形的彩虹。“由于太阳光只能从高空向下照射,最多只能和地平线平行,所以我们在地平面上最多只能看到小于半圆形的彩虹,另一半被地面遮挡。”周璐谈到。

以清晖园九龙喷泉地形,只能看到小于半圆形的彩虹。

“ 我们站的位置越高,看到的彩虹形状就越接近圆形。山顶上的游客、飞机中的乘客、高空中的跳伞运动员都有机会看到圆形的彩虹。以清晖园九龙喷泉地形,只能看到小于半圆形的彩虹。”周璐说道。

什么位置更易看到彩虹?

“由于42º彩虹角的存在,在阳光充足晴朗无风的天气,背对阳光面向九龙喷泉,更容易观察到彩虹。太阳光与地面的夹角越小,观测到的彩虹形状越接近半圆。”葛利敏还谈到,生活中,人们甚至可以人为制造彩虹,如在农作物灌溉、洒水车洒水时,都可以看到彩虹。

人们背对阳光、面向九龙喷泉,更易观察到彩虹。

知识外延图片:飞机中的乘客、高空中的跳伞运动员都有机会看到圆形彩虹。

知识外延图片:在农作物灌溉、洒水车洒水时,人的肉眼也可看到彩虹。

文、图/佛山市新闻传媒中心记者束维、庞伟杰 

视频/佛山市新闻传媒中心记者庞伟杰