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彩虹是气象中的一种光学现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射形成的。彩虹，又称天弓(客家话)、天虹、绛等，简称虹，是气象中的一种光学现象，当太阳光照射到半空中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫戴八种颜色。
事实上彩虹有无数种颜色，比如，在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色，但为了简便起见，所以只用七种颜色作为区别。
其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象，彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以制造人工彩虹。
月虹，又称晚虹，是一种非常罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现，由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色，故此晚虹看起来好像是全白色。
事实上彩虹有无数种颜色，比如，在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色，但为了简便起见，所以只用七种颜色作为区别。
其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象，彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗，而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近，在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以制造人工彩虹。
月虹，又称晚虹，是一种非常罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现，由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色，故此晚虹看起来好像是全白色。
一说到彩虹的形成，人们常把它跟雨后联系在一起。很多人认为只有雨后才能出现彩虹。其实，这种看法是不全面的。雨后天空有时会出现彩虹，这固然是事实，但是在阳光下，喷泉或瀑布的周围也会出现彩虹；在夏天，街上奔跑的洒水车的后面，有时也会出现一段彩虹；用喷雾器在空中喷雾也可形成彩虹……显然，那种说彩虹仅在雨后出现，是对彩虹的成因还不十分了解造成的。只要知道空气中存在有形成彩虹的条件，就自然知道不一定要下雨才有可能出现彩虹。
在中学物理课上，有个光的色散实验：取一个棱镜，让一束白光穿过狭缝射到棱镜的一侧面，通过棱镜后，前进方向改变，在白色光屏上形成彩色光带，顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。这与彩虹的颜色很相似。但是空气中是不可能有三棱镜存在却又能形成彩虹。这是何故?这是因为空气中飘浮有大量的小水滴。当太阳光照射到这些小水滴上，一个个的小水滴就像棱镜似地把白光分解成七种单色光，对阳光起分光色散作用。
阳光是如何在小水滴中产生分光色散现象？
阳光射入小水滴，即从空气这种媒质进入水这种媒质，发生一次折射，由于构成白光的各种单色光的折射率不同，紫光波长最短，其折射率最大，红光波长较长，其折射率最小，其余各色光则介乎其间。因此，光线在小水滴内产生分光现象，各色光同时在小水滴继续传播，遇到水滴的另一界面时被反射回来，重新经过小水滴内部，出来时再一次发生折射回到空气中。这样，阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时，阳光通过这些小水滴，经过反射和折射作用，射出来的光集中在一起，天空中美丽的彩虹就形成了。
平时，我们看到的多数是一条彩虹，视角(从地面至虹顶的角度)约42°。有时在彩虹的外边还能看到一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反，且较暗一些的另一条虹，这条叫副虹。主虹是内紫外红，副虹是内红外紫，副虹又叫霓。霓与主虹为同心的圆弧，两者之间天空比较暗，虹内、虹外天空比较明亮。霓的视角大约51°。它的成因与主虹基本相同。它是阳光在小雨滴中经过两次反射和两次折射而形成的，即折射——全反射——全反射——折射而形成的。在地平面上，我们看到的主虹与霓是半圆形的，那是因为它们下半部分被地面遮住了。若是站在高山顶上，就能看到主虹与霓的大部分。只有在晴朗的天气时，在飞机舱中向下看，才能看到主虹与霓的全貌，即完整圆环。
如果太阳的角度太大(例如在中午前后)，或太小(近日出或落日)，我们也不易看到虹，又因虹是阳光经小水滴反射进入我们眼睛的，所以彩虹永远出现在太阳的对面，因此。朝虹见于西方，夕虹见于东方。其出现以夏季为主。
主虹为何内紫外红？
我们看虹时，有色的光线依着各种角度从小水滴中反射出来，对于某一质点来讲只能把某一种颜色的光线射入我们的眼帘，而从同一雨滴中折射出来的其他有色光或高或低地越过我们的眼帘，不被我们所看到。具体而言，在那些能进入我们眼帘的，并经处于最高位置的小水滴，所折射的光线中，由于红光折射率最小，偏向角也最小，所以才能进入我们的眼帘，我们看到的只是红光，其他色光由于折射率大，偏向角也大，都越过我们的头顶而去。稍低一点的小水滴，也就只能是在折射光线中偏向角比红光大，又比其余色光小的橙色光先进入我们的眼帘，而被我们看到。其余色光中，红光偏低，黄、绿、蓝、靛、紫都偏高，越过我们的眼帘不被我们所看到。以此类推，那些进入我们眼帘，并经处于最低一层位置的小水滴折射后的光线，我们只能看到的是紫光，其余色光都从我们眼皮底下溜走。这样，空中邻接的小水滴中折射出来的光线，形成一条内紫外红的彩虹。
彩虹的气象原理
空气里小水滴的大小，决定了彩虹的色彩与宽度。雨滴越大，彩虹带越窄，色彩越鲜明；雨滴越小，彩虹带越宽，色彩越黯淡。当雨滴小到一定程度时，分光和反射不明显，彩虹就消失。这说明了彩虹的形成直接与空气中雨滴的存在、多寡、大小有着直接关系，反过来说，彩虹跟天气变化有关。例如：如果彩虹的色彩从鲜艳变为暗淡，宽度从狭窄变为宽大，都说明空气中雨滴由大逐渐变小，由此，我们可以推测空气可能逐渐转向稳定，天气情况渐趋稳定。
在中学物理课上，有个光的色散实验：取一个棱镜，让一束白光穿过狭缝射到棱镜的一侧面，通过棱镜后，前进方向改变，在白色光屏上形成彩色光带，顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。这与彩虹的颜色很相似。但是空气中是不可能有三棱镜存在却又能形成彩虹。这是何故?这是因为空气中飘浮有大量的小水滴。当太阳光照射到这些小水滴上，一个个的小水滴就像棱镜似地把白光分解成七种单色光，对阳光起分光色散作用。
阳光是如何在小水滴中产生分光色散现象？
阳光射入小水滴，即从空气这种媒质进入水这种媒质，发生一次折射，由于构成白光的各种单色光的折射率不同，紫光波长最短，其折射率最大，红光波长较长，其折射率最小，其余各色光则介乎其间。因此，光线在小水滴内产生分光现象，各色光同时在小水滴继续传播，遇到水滴的另一界面时被反射回来，重新经过小水滴内部，出来时再一次发生折射回到空气中。这样，阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时，阳光通过这些小水滴，经过反射和折射作用，射出来的光集中在一起，天空中美丽的彩虹就形成了。
平时，我们看到的多数是一条彩虹，视角(从地面至虹顶的角度)约42°。有时在彩虹的外边还能看到一条颜色顺序与这条彩虹恰好相反，且较暗一些的另一条虹，这条叫副虹。主虹是内紫外红，副虹是内红外紫，副虹又叫霓。霓与主虹为同心的圆弧，两者之间天空比较暗，虹内、虹外天空比较明亮。霓的视角大约51°。它的成因与主虹基本相同。它是阳光在小雨滴中经过两次反射和两次折射而形成的，即折射——全反射——全反射——折射而形成的。在地平面上，我们看到的主虹与霓是半圆形的，那是因为它们下半部分被地面遮住了。若是站在高山顶上，就能看到主虹与霓的大部分。只有在晴朗的天气时，在飞机舱中向下看，才能看到主虹与霓的全貌，即完整圆环。
如果太阳的角度太大(例如在中午前后)，或太小(近日出或落日)，我们也不易看到虹，又因虹是阳光经小水滴反射进入我们眼睛的，所以彩虹永远出现在太阳的对面，因此。朝虹见于西方，夕虹见于东方。其出现以夏季为主。
主虹为何内紫外红？
我们看虹时，有色的光线依着各种角度从小水滴中反射出来，对于某一质点来讲只能把某一种颜色的光线射入我们的眼帘，而从同一雨滴中折射出来的其他有色光或高或低地越过我们的眼帘，不被我们所看到。具体而言，在那些能进入我们眼帘的，并经处于最高位置的小水滴，所折射的光线中，由于红光折射率最小，偏向角也最小，所以才能进入我们的眼帘，我们看到的只是红光，其他色光由于折射率大，偏向角也大，都越过我们的头顶而去。稍低一点的小水滴，也就只能是在折射光线中偏向角比红光大，又比其余色光小的橙色光先进入我们的眼帘，而被我们看到。其余色光中，红光偏低，黄、绿、蓝、靛、紫都偏高，越过我们的眼帘不被我们所看到。以此类推，那些进入我们眼帘，并经处于最低一层位置的小水滴折射后的光线，我们只能看到的是紫光，其余色光都从我们眼皮底下溜走。这样，空中邻接的小水滴中折射出来的光线，形成一条内紫外红的彩虹。
彩虹的气象原理
空气里小水滴的大小，决定了彩虹的色彩与宽度。雨滴越大，彩虹带越窄，色彩越鲜明；雨滴越小，彩虹带越宽，色彩越黯淡。当雨滴小到一定程度时，分光和反射不明显，彩虹就消失。这说明了彩虹的形成直接与空气中雨滴的存在、多寡、大小有着直接关系，反过来说，彩虹跟天气变化有关。例如：如果彩虹的色彩从鲜艳变为暗淡，宽度从狭窄变为宽大，都说明空气中雨滴由大逐渐变小，由此，我们可以推测空气可能逐渐转向稳定，天气情况渐趋稳定。
彩虹是一种大气现象，当空气中富集了大量的水汽，经过太阳光以较小的角度照射，阳光照射在水蒸气中的小水滴上会折射出七彩的色带。彩虹其实还分2种，一种彩虹半径较短的内侧是红色的，而半径较长的外侧是紫色的，这就是“虹”；还有一种彩虹实际应该被称作“霓”，半径较短的内侧是紫色的，而半径较长的外侧是红色的。虹和霓有时候是并存的，有时也只有虹而没有霓。霓和虹都是阳光被小水珠折射和反射所形成的彩虹现象。
光线被水珠折射两次反射一次就叫做虹；光线被水珠折射两次反射两次就叫做霓。由于霓比虹反射多一次，光线的强度较弱，所以并不常见。另外，因为霓和虹反射路径不同，所以我们看到霓的七色刚巧与虹的七色是上下相反的。彩虹出现的时候都在早上和傍晚，这时候太阳比较接近地平线，照射的角度也就很低。如果是在早上，太阳从东边升上来，那么彩虹就会在西边天空中出现；如果是在傍晚，太阳西沉下去，彩虹就会出现在东边天空中。彩虹多是在雨后出现，因为一般在雨后，空气中的水蒸气非常多，这时候太阳出来，照射水蒸气，就比较容易出现彩虹。但是也有特殊情况，气候潮湿，其实有可能是因为高空中是下了小雨的，但是水汽没有达到足够的量，雨下到半空中还没来得及落地就蒸发掉了。也就是说，在比较高的空中还是有很多的小水滴的。这时候，太阳出来照射空气中的水滴，就出现了美丽的彩虹。彩虹是由空中的雨滴像三棱镜那样折射分解阳光而形成的，所以彩虹通常在白天有太阳的时候出现。然而，令人惊异的是，夜间的天空，也会出现彩虹，不过不是白天的日虹，而是月虹。
和白天的日虹一样，月虹的形成也需要光源。夜间虽然没有太阳，但如果有明亮的月光，大气中又有适当的云雨滴，便可形成月虹。月球反射太阳光，故月光也由赤橙黄绿青蓝紫这七种可见的单色光组成，从而折射出月虹也是彩色的。不过，月光毕竟比阳光弱得多，因此形成的月虹没有日虹那么明亮，只能在接近满月的时候才能看到。
捕捉到月虹美景的摄影师克里斯沃克说：“我在开车回家的时候发现天空中的景象与平时不同。我身后是一轮满月，风也很大，雨滴从地平线上的云层中落下来。当我到家的时候月亮非常明亮，所以我清楚地看到天空中的景象居然是月光形成的彩虹。”
倒挂彩虹现象和普通意义上的彩虹出现的原理是不一样的，倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象，其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。
人们经常见到的彩虹，是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少，同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100米-7625米的云层中的细小的冰晶上形成折射。此外，云层中的冰晶表面一定得是弯曲的，且颗粒比盐粒还要小。
事实上，除形成条件与彩虹不同外，幻日弧光的光谱排列顺序也和彩虹不同。幻日弧光的颜色排列方式为紫色在最上面，红色在最下面，刚好和彩虹相反。而由于卷云中的冰晶会不断改变方向，幻日弧光存在天空的时间极为短暂。
光线被水珠折射两次反射一次就叫做虹；光线被水珠折射两次反射两次就叫做霓。由于霓比虹反射多一次，光线的强度较弱，所以并不常见。另外，因为霓和虹反射路径不同，所以我们看到霓的七色刚巧与虹的七色是上下相反的。彩虹出现的时候都在早上和傍晚，这时候太阳比较接近地平线，照射的角度也就很低。如果是在早上，太阳从东边升上来，那么彩虹就会在西边天空中出现；如果是在傍晚，太阳西沉下去，彩虹就会出现在东边天空中。彩虹多是在雨后出现，因为一般在雨后，空气中的水蒸气非常多，这时候太阳出来，照射水蒸气，就比较容易出现彩虹。但是也有特殊情况，气候潮湿，其实有可能是因为高空中是下了小雨的，但是水汽没有达到足够的量，雨下到半空中还没来得及落地就蒸发掉了。也就是说，在比较高的空中还是有很多的小水滴的。这时候，太阳出来照射空气中的水滴，就出现了美丽的彩虹。彩虹是由空中的雨滴像三棱镜那样折射分解阳光而形成的，所以彩虹通常在白天有太阳的时候出现。然而，令人惊异的是，夜间的天空，也会出现彩虹，不过不是白天的日虹，而是月虹。
和白天的日虹一样，月虹的形成也需要光源。夜间虽然没有太阳，但如果有明亮的月光，大气中又有适当的云雨滴，便可形成月虹。月球反射太阳光，故月光也由赤橙黄绿青蓝紫这七种可见的单色光组成，从而折射出月虹也是彩色的。不过，月光毕竟比阳光弱得多，因此形成的月虹没有日虹那么明亮，只能在接近满月的时候才能看到。
捕捉到月虹美景的摄影师克里斯沃克说：“我在开车回家的时候发现天空中的景象与平时不同。我身后是一轮满月，风也很大，雨滴从地平线上的云层中落下来。当我到家的时候月亮非常明亮，所以我清楚地看到天空中的景象居然是月光形成的彩虹。”
倒挂彩虹现象和普通意义上的彩虹出现的原理是不一样的，倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象，其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。
人们经常见到的彩虹，是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少，同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100米-7625米的云层中的细小的冰晶上形成折射。此外，云层中的冰晶表面一定得是弯曲的，且颗粒比盐粒还要小。
事实上，除形成条件与彩虹不同外，幻日弧光的光谱排列顺序也和彩虹不同。幻日弧光的颜色排列方式为紫色在最上面，红色在最下面，刚好和彩虹相反。而由于卷云中的冰晶会不断改变方向，幻日弧光存在天空的时间极为短暂。