彩虹究竟是怎么形成的

作者 紀云


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? ? ? 彩虹是怎么形成的?我們的常識是陽光照射在無數(shù)的水滴上折射并反射后形成了七色彩虹,在所有的認識彩虹形成的文章和視頻中也是這樣的分析思路,用物理光學知識解釋水滴對光學的折射產(chǎn)生彩虹。(見下面他們畫的光路圖)

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? ? ? 我認為這個分析解釋就是個臆造邏輯,這不是彩虹(或日暈)形成的究竟!我可以問:

1、當無以計數(shù)的紛亂水分子都產(chǎn)生這樣的反射和折射時,它是怎么形成了巨大寬度的圓弧彩虹?又當我們看到“神奇”的日暈(很多人把它稱為佛光)時,還是水分子再折射嗎?!

2、上面那樣畫光在水滴里的光路圖,水滴答應(yīng)嗎?(哈哈)光進入水滴后會發(fā)生第一次折射,應(yīng)該繼續(xù)穿透水滴發(fā)生第二次折射,繼續(xù)往前畫折射的光路圖,憑什么光在水滴內(nèi)只是被反射回來,然后又再折射穿出水滴?

3、你見過三棱鏡光折射實驗里,七色光譜是反射后發(fā)生的嗎?(見下面三棱鏡的實驗光譜)

4、在看到彩虹的時候,你真的看到水滴了嗎?如果看不到水滴,為什么要畫水滴的光路圖呢?

? ? ? 先來看看有幾種自然或人為情況產(chǎn)生的彩虹現(xiàn)象,我們經(jīng)??梢栽谄俨?、各種澆灌噴水、景觀噴泉的環(huán)境里看到彩虹。這些下落的水滴或被噴射出來水都有一定的勢能或動能,根據(jù)能量守恒定律,能量既不可以創(chuàng)生也不可以消滅,帶有能量的下落水滴或噴射出的水滴,在運動中會不斷分裂出更小水滴(或分子狀水霧),這些小的霧(水)滴依然帶有它自己的能量,同時陽光的照射也會賦予極其細小的霧氣水分子熱膨脹的能量(可以用物理學中的標量來描述它,即有大小沒有方向力),水霧環(huán)境所形成的狀態(tài)是一個同密度、有一致性、有穩(wěn)定性、是包圍的能量場狀態(tài),即形成了一個密度場,且在一段時間內(nèi)的一個定常場。這時形成的環(huán)境也就如同一個完整的透明玻璃球體(在地面以上部分實際是個半球體)。這個玻璃體就像三棱鏡疊加排列的圓,陽光(復色光)透過這個玻璃體時產(chǎn)生折射,我們就會看到環(huán)形七彩的彩虹現(xiàn)象。所以它是環(huán)境“場”整體對陽光產(chǎn)生了兩次折射,而不是每個水滴的折射+反射+折射。本質(zhì)是水汽(氣)形成的一個定常場產(chǎn)生的整體折射作用后產(chǎn)生出的彩虹。

光在玻璃介質(zhì)中發(fā)生的兩次折射

? ? ? 在大雨之后為什么有時會產(chǎn)生彩虹呢?通常降雨面積不是特別大時且雨停后,局地開始放晴,之前降雨時雨水下落時水滴的勢能部分轉(zhuǎn)化分裂出具有能量的細小水汽分子,就產(chǎn)生了相對巨大水霧能量場,在自然狀態(tài)下,這個無矢量的場就會形成一球狀的場,但地面上為半球狀能量場,這個半球的“玻璃體”折射的陽光,就出現(xiàn)了半圓形彩虹。

猶如形成彩虹的半球場

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猶如形成日暈的球形場

? ? ? 那日暈又是怎么形成的呢?一般是晴朗天空下,高空中形成了一個球形氣場,這個氣場的空氣分子密度一般低于形成彩虹的水汽分子形成的氣場(密度場),當氣場密度越高時,對自然光的分解折射水平越高,還有這個氣場“玻璃體”的介質(zhì)就是水汽分子或空氣分子,分解折射的層級清晰與它們的透明度也相關(guān)。形成的氣場(汽場)能量越高,也表明密集的程度越強,密度高且透明度高,你看到的七彩分層越清晰。而空氣氣場的透明度相對低的時候,只對自然光產(chǎn)生了折射卻少了分解,你就只看到復合光的光環(huán)。(下面照片都是我自己拍到的部分彩虹和日暈現(xiàn)象。我的照片中對日暈的現(xiàn)象也有比較,拉薩的那張與其它的比較,說明了拉薩環(huán)境氣場透明度高的作用。)

? ? ? 他們都是在拿水滴對光線的折射做為形成彩虹本質(zhì)來認識,那結(jié)論就是:有水滴,有陽光,有你自己適合的觀察角度就可以看到彩虹。如果是這樣我們就可以做實驗,用一個透明的玻璃箱里面讓它充滿水蒸汽,你看可以看到彩虹嗎?一定不會有彩虹產(chǎn)生。所以并不是有水滴(況且空氣中根本就沒有水滴)和陽光就會產(chǎn)生彩虹。

? ? ? 解釋彩虹形成早已有了人們知道的常識,是水滴折射。那為什么不容易認識我提到的形成彩虹的本質(zhì)是場的折射,的確感受到場的存在,不是每個人都會發(fā)現(xiàn)的,它是需要一些開放的探索精神。解釋彩虹的形成實際要運用物理學的場論概念,物理學中把某個物理量在空間一個區(qū)域內(nèi)的分布稱為場,如溫度場、密度場、電場、磁場等,如果形成場的物理量只隨空間位置變化,不隨時間變化,這樣的場就稱為定常場。當雨后放晴、瀑布環(huán)境等,形成了一個氣(汽)分子的相對時間內(nèi)一個恒態(tài)的密度場。而這個場就似一個巨大的玻璃球(彩虹形成時是半球,日暈形成時是圓球形)。這就是彩虹形成機理的根本,這也許就是為物理學的進一步探索完善增加了一塊墊腳石。

(供參考的物質(zhì)折射率比較:水1.33、水晶1.55、金剛石2.42、玻璃按成分1.5~1.9)

(物理學中場可以分為標量場、矢量場和張量場三種,有密度場、溫度場、引力場、電場、磁場等。依據(jù)場在時空中每一點的值是標量、矢量還是張量而定。我所描述形成汽場(氣場)更符合張量場的定義。張量場:假如一個空間中的每一點的屬性都可以以一個張量來代表的話,那么這個場就是一個張量場。)

(本文題頭照片源自網(wǎng)絡(luò),以下照片均為本人拍攝和拍攝的本人)

2017年12月21日越南芽莊


2009年6月9日下午約6時北京


2012年8月14日 西藏拉薩 布達拉宮前 (有神奇罕見的三層)


2017年10月19日天津


2017年5月14日? ? 加拿大蒙特利爾


2017年6月2日 光華路


2017年5月8日 北京北三環(huán)東路


2017年5月14日 蒙特利爾


2017年3月15日 京承高速


2017年5月8日。北京海淀


2013年10月14日 云南騰沖


2021年3月23日頤和園



2021.10.12下午·北京上地


2025年11月墨西哥坎昆



由于條件所限,我做了一個簡單的實驗來證明我的看法。玻璃球=“場”;光源=“太陽”;投影的光圈=“光暈”。

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寫這篇文章的時候,基本所有人都會說:你這就是缺少科學認識的偏見!悟到真理,不是現(xiàn)有知識的給予,這一定就是明天的真相!

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