彩虹究竟是怎么形成的

作者 纪云


图片发自简书App

      彩虹是怎么形成的?我们的常识是阳光照射在无数的水滴上折射并反射后形成了七色彩虹,在所有的认识彩虹形成的文章和视频中也是这样的分析思路,用物理光学知识解释水滴对光学的折射产生彩虹。(见下面他们画的光路图)

图片发自简书App

      我认为这个分析解释就是个臆造逻辑,这不是彩虹(或日晕)形成的究竟!我可以问:

1、当无以计数的纷乱水分子都产生这样的反射和折射时,它是怎么形成了巨大宽度的圆弧彩虹?又当我们看到“神奇”的日晕(很多人把它称为佛光)时,还是水分子再折射吗?!

2、上面那样画光在水滴里的光路图,水滴答应吗?(哈哈)光进入水滴后会发生第一次折射,应该继续穿透水滴发生第二次折射,继续往前画折射的光路图,凭什么光在水滴内只是被反射回来,然后又再折射穿出水滴?

3、你见过三棱镜光折射实验里,七色光谱是反射后发生的吗?(见下面三棱镜的实验光谱)

4、在看到彩虹的时候,你真的看到水滴了吗?如果看不到水滴,为什么要画水滴的光路图呢?

      先来看看有几种自然或人为情况产生的彩虹现象,我们经常可以在瀑布、各种浇灌喷水、景观喷泉的环境里看到彩虹。这些下落的水滴或被喷射出来水都有一定的势能或动能,根据能量守恒定律,能量既不可以创生也不可以消灭,带有能量的下落水滴或喷射出的水滴,在运动中会不断分裂出更小水滴(或分子状水雾),这些小的雾(水)滴依然带有它自己的能量,同时阳光的照射也会赋予极其细小的雾气水分子热膨胀的能量(可以用物理学中的标量来描述它,即有大小没有方向力),水雾环境所形成的状态是一个同密度、有一致性、有稳定性、是包围的能量场状态,即形成了一个密度场,且在一段时间内的一个定常场。这时形成的环境也就如同一个完整的透明玻璃球体(在地面以上部分实际是个半球体)。这个玻璃体就像三棱镜叠加排列的圆,阳光(复色光)透过这个玻璃体时产生折射,我们就会看到环形七彩的彩虹现象。所以它是环境“场”整体对阳光产生了两次折射,而不是每个水滴的折射+反射+折射。本质是水汽(气)形成的一个定常场产生的整体折射作用后产生出的彩虹。

光在玻璃介质中发生的两次折射

      在大雨之后为什么有时会产生彩虹呢?通常降雨面积不是特别大时且雨停后,局地开始放晴,之前降雨时雨水下落时水滴的势能部分转化分裂出具有能量的细小水汽分子,就产生了相对巨大水雾能量场,在自然状态下,这个无矢量的场就会形成一球状的场,但地面上为半球状能量场,这个半球的“玻璃体”折射的阳光,就出现了半圆形彩虹。

犹如形成彩虹的半球场

     

犹如形成日晕的球形场

      那日晕又是怎么形成的呢?一般是晴朗天空下,高空中形成了一个球形气场,这个气场的空气分子密度一般低于形成彩虹的水汽分子形成的气场(密度场),当气场密度越高时,对自然光的分解折射水平越高,还有这个气场“玻璃体”的介质就是水汽分子或空气分子,分解折射的层级清晰与它们的透明度也相关。形成的气场(汽场)能量越高,也表明密集的程度越强,密度高且透明度高,你看到的七彩分层越清晰。而空气气场的透明度相对低的时候,只对自然光产生了折射却少了分解,你就只看到复合光的光环。(下面照片都是我自己拍到的部分彩虹和日晕现象。我的照片中对日晕的现象也有比较,拉萨的那张与其它的比较,说明了拉萨环境气场透明度高的作用。)

      他们都是在拿水滴对光线的折射做为形成彩虹本质来认识,那结论就是:有水滴,有阳光,有你自己适合的观察角度就可以看到彩虹。如果是这样我们就可以做实验,用一个透明的玻璃箱里面让它充满水蒸汽,你看可以看到彩虹吗?一定不会有彩虹产生。所以并不是有水滴(况且空气中根本就没有水滴)和阳光就会产生彩虹。

      解释彩虹形成早已有了人们知道的常识,是水滴折射。那为什么不容易认识我提到的形成彩虹的本质是场的折射,的确感受到场的存在,不是每个人都会发现的,它是需要一些开放的探索精神。解释彩虹的形成实际要运用物理学的场论概念,物理学中把某个物理量在空间一个区域内的分布称为场,如温度场、密度场、电场、磁场等,如果形成场的物理量只随空间位置变化,不随时间变化,这样的场就称为定常场。当雨后放晴、瀑布环境等,形成了一个气(汽)分子的相对时间内一个恒态的密度场。而这个场就似一个巨大的玻璃球(彩虹形成时是半球,日晕形成时是圆球形)。这就是彩虹形成机理的根本,这也许就是为物理学的进一步探索完善增加了一块垫脚石。

(供参考的物质折射率比较:水1.33、水晶1.55、金刚石2.42、玻璃按成分1.5~1.9)

(物理学中场可以分为标量场、矢量场和张量场三种,有密度场、温度场、引力场、电场、磁场等。依据场在时空中每一点的值是标量、矢量还是张量而定。我所描述形成汽场(气场)更符合张量场的定义。张量场:假如一个空间中的每一点的属性都可以以一个张量来代表的话,那么这个场就是一个张量场。)

(本文题头照片源自网络,以下照片均为本人拍摄和拍摄的本人)

2017年12月21日越南芽庄


2009年6月9日下午约6时北京


2012年8月14日 西藏拉萨 布达拉宫前 (有神奇罕见的三层)


2017年10月19日天津


2017年5月14日    加拿大蒙特利尔


2017年6月2日 光华路


2017年5月8日 北京北三环东路


2017年5月14日 蒙特利尔


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 云南腾冲


2021年3月23日颐和园



2021.10.12下午·北京上地



由于条件所限,我做了一个简单的实验来证明我的看法。玻璃球=“场”;光源=“太阳”;投影的光圈=“光晕”。

图片发自简书App


图片发自简书App

写这篇文章的时候,基本所有人都会说:你这就是缺少科学认识的偏见!悟到真理,不是现有知识的给予,这一定就是明天的真相!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,417评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,921评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,850评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,945评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,069评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,188评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,239评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,994评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,409评论 1 304
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,735评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,898评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,578评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,205评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,916评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,156评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,722评论 2 363
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,781评论 2 351