耶穌光已在《耶穌光 | 天為何藍(lán), 云間的光又為何可見(jiàn)？》一文中做了介紹, 不再贅述。

本文介紹光環(huán) ( 佛光, glory ) 及其伴生的幽靈之影, 并分析其成因與條件。

30s 總結(jié)

• 佛光是光線被水滴反射后經(jīng)散射與衍射而形成的光學(xué)現(xiàn)象；
• 佛光總伴著幽靈之影, 這是觀察者投影在云霧上, 經(jīng)透視而形成的陰影；
• 佛光不是彩虹。當(dāng)云霧中水滴足夠小, 則形成佛光；若水滴大, 則形成彩虹。

光環(huán) ( glory )

佛光 ( 光環(huán), glory ) 是一種光學(xué)現(xiàn)象。

在中國(guó), 舊稱為光相, 現(xiàn)稱佛光、寶光、寶光環(huán)、觀音圈、觀音輪、反日華等；¹

歐洲則稱作布羅肯幽靈（ Brocken Specter ）、布羅肯虹（ Brocken Bow ）或布羅肯現(xiàn)象。¹

光環(huán)內(nèi)藍(lán)外紅。

結(jié)果是在光源周遭形成內(nèi)藍(lán)外紅的彩虹光環(huán)。¹

也有 3~4 環(huán) 佛光。

有時(shí)可見(jiàn)三個(gè)甚至四個(gè)環(huán)。⁴

宋·范成大《峨眉山行記》記載 ：外暈三重，每重有青、黃、紅、綠之色。

佛光 | 新浪博客 [5]

佛光是如何形成的？

陽(yáng)光被云霧反射, 經(jīng)水滴的干涉與衍射而形成的光環(huán)。

陽(yáng)光透過(guò)云霧反射，并經(jīng)由云霧中的水滴發(fā)生衍射與干涉，最后形成一圈彩虹光環(huán)的光學(xué)現(xiàn)象。¹

成因

云霧反射陽(yáng)光。

① 陽(yáng)光穿過(guò)水滴表面產(chǎn)生第一次折射進(jìn)入水滴；② 在水滴背向太陽(yáng)處產(chǎn)生反射；③ 陽(yáng)光穿過(guò)水滴表面產(chǎn)生第二次折射反向射出水滴。¹

反射光的衍射而形成次生光波。（相當(dāng)于在水滴旁形成新的次生光源而發(fā)出光波）

惠更斯原理 ：狹縫處諸點(diǎn)光源作為次生光波的光源向各個(gè)方向發(fā)出光波。²

透過(guò)小水滴的光會(huì)形成獨(dú)立的子波源而向四面八方發(fā)出球面波。⁸

① 光線穿過(guò)含有水滴的云霧產(chǎn)生衍射現(xiàn)象；② 衍射現(xiàn)象在水滴旁形成新光源。¹

衍射光干涉形成光環(huán)。

光波的干涉 : 光波相結(jié)合處會(huì)看到明亮的光，相抵消處的光線較暗。³

不同色光的由于衍射角度不同，一種色光的明亮區(qū)在另一種色光的陰暗區(qū)顯現(xiàn)出來(lái)，漸次形成色彩次序。¹

看到的是觀察者眼睛為中心的光環(huán), 其他人形成的佛光是不可見(jiàn)的。

前方形成以其陰影頭部（更精確的說(shuō)法是”眼睛”）為圓心的彩色繞射光環(huán)。觀察者所看到的都是自己的觀音圈，別人所形成的的觀音圈則不可見(jiàn)。⁷

這是一種反日華現(xiàn)象。

這是一種發(fā)光現(xiàn)象，出現(xiàn)在太陽(yáng)的反方向上……其實(shí)就是反日華現(xiàn)象。⁸

形成條件

晴天的晨間或午后, 在云霧地區(qū)背陽(yáng)光觀察。⁷

• 太陽(yáng)正處于低仰角入射的晨昏階段
• 附近剛好有薄霧
• 觀測(cè)者通常位于棱線上

宋·范成大《峨眉山行記》記載 ：凡佛光欲現(xiàn)，必先布云。

明·陸深《蜀都雜抄》記載 : 山中光怪，若虹霓然，見(jiàn)于云日映射之際。

佛光伴有鬼影

佛光中總伴有鬼影。

陰影會(huì)聚集在反角點(diǎn)上，因此光環(huán)幾乎總是伴隨著你的陰影。⁴

當(dāng)陰影被視角奇怪地扭曲時(shí)，它被稱為布羅肯幽靈。 ⁴

布羅肯幽靈（ Brocken Specter ）也稱山中鬼影 ( mountain spectre )。⁶

佛光中的幽靈 | 維基百科 [6]

在歌德的《浮士德》被描述成女巫的聚集之地。⁷

幽靈大小不一。

陰影的尺寸明顯的因?yàn)殄e(cuò)覺(jué)而被放大，這是因?yàn)橛白勇湓诮嚯x的霧上，但用來(lái)判斷距離的是透過(guò)霧靄縫隙中看見(jiàn)的遠(yuǎn)處地面，因此沒(méi)有明確的參考點(diǎn)決定影子的大小。⁶

影子落在與遠(yuǎn)近距離不等的水滴上，也會(huì)造成深度知覺(jué)上的困惑。⁶

幽靈是會(huì)動(dòng)的。

因?yàn)樵旗F的運(yùn)動(dòng)或密度的改變而移動(dòng)（有時(shí)是突然的）

移動(dòng)的布羅肯幽靈 | YouTube

幽靈之影如何形成的？

幽靈之影是觀察者在云霧上的投影。

觀測(cè)者背向太陽(yáng)產(chǎn)生的陰影，投射在云層表面上被放大的巨大影像。⁶

光線將觀測(cè)者的身影投射在薄霧上，由于透視，經(jīng)常會(huì)成為三角形狀的陰影。⁶

光環(huán)與陰影都聚焦在對(duì)日點(diǎn)上。

影子透過(guò)薄霧向前投射而已。 所有的陰影都聚集在對(duì)日點(diǎn)上，那里也閃耀著光輝。⁸

有霧的夜晚因車燈造成的幽靈之影 | 維基百科 [6]

佛光與彩虹

佛光不是彩虹。佛光是小水滴形成的復(fù)雜光學(xué)現(xiàn)象, 彩虹則是由大水滴形成的。

水滴的大小與光學(xué)現(xiàn)象 | atoptics [11]

• 光經(jīng)過(guò)大水滴, 光線折射或再下落的表面反射, 而形成清晰的彩虹環(huán)。
• 當(dāng)水滴足夠小, 光線與之相互作用時(shí), 光線在所有的方向上被散射或衍射, 而形成光環(huán)。

形成佛光需要水滴直徑足夠小。

在 IRIS 中使用 Mie scattering 模擬光環(huán), 水滴直徑為 10 μm | atoptics [4]

飛機(jī)上看到的「圓形彩虹」不一定是虹, 有可能是佛光。

飛機(jī)上看到的彩虹 | 新浪微博 [10]

飛機(jī)上看到的佛光 | 跟著鄭大師玩科學(xué) [7]

物理教材上的「彩虹在地平線以下的部分不可見(jiàn)，但在飛機(jī)上就可以觀察到完整的圓形彩虹」說(shuō)法不夠明確⁷。虹是發(fā)生在視角40~42度之間⁷, 飛機(jī)上看到的「彩虹」不一定是虹, 也有可能是光環(huán)。

總結(jié)

• 佛光是光線被水滴反射后經(jīng)散射與衍射而形成的光學(xué)現(xiàn)象；
• 佛光總伴著幽靈之影, 這是觀察者投影在云霧上, 經(jīng)透視而形成的陰影；
• 佛光不是彩虹。當(dāng)云霧中水滴足夠小, 則形成佛光；若水滴大, 則形成彩虹。

END

感謝閱讀。

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References

[1] 光環(huán) (光象).維基百科.
[2] 衍射.維基百科.
[3] 干涉 (物理學(xué)).維基百科.
[4] About glories.atoptics.
[5] 花開(kāi)見(jiàn)佛.念佛免難 錯(cuò)過(guò)班機(jī).新浪博客.
[6] 布羅肯奇景.維基百科.
[7] 布羅肯幽靈是甚麼？.跟著鄭大師玩科學(xué).2013.
[8] 反日華.百度百科.
[9] Brocken Spectre.atoptics.
[10] 七寶AH.在飛機(jī)上，看到云層上方有一個(gè)彩虹色的橢圓形，請(qǐng)問(wèn)這是什么自然現(xiàn)象？.知乎.
[11] Droplets and Light - Diffraction.atoptics