阵雨过后，北京天空出现双彩虹，能够形成双彩虹的因素有哪些

双彩虹的形成因素主要为空气中的水滴对阳光进行了两次反射。阵雨之后的空气中往往存有较多的水滴，这个时候如果出现太阳，那么这些水滴就会对太阳光进行折射以及反射。阳光与水滴之间的“交流”大致如下：被阳光照射到的水滴会对阳光进行折射，因折射而“跑”到水滴背面的阳光又会接着进行反射，在这之后水滴还会对即将离开的阳光再一次进行折射。

在两次折射以及一次反射的“交流”中，身为复色光的太阳光会在水滴的色散作用下分化出多种单色光。因为这些单色光的波长各不相同，所以它们在分化出来之后会按照波长自行进行排列，从而形成我们所熟悉的七色彩虹。我们平时所看到的彩虹多数时候只有一道，但是有些时候也会出现双彩虹。双彩虹的形成原理与单道彩虹的形成原理是类似的，只不过双彩虹多进行了一次发射。

双彩虹景象通常表现为一道彩虹较亮，一道彩虹较暗。其中较亮的那道彩虹位于内侧，为主虹，而较暗的外侧彩虹则为副虹。其中副虹也被称为“霓”。不管是主虹还是副虹，它们的形状都为弧形。彩虹的形状之所以会表现为弧形，原因在于光在经过水滴的时候会发生弯曲。不同波长的光，它们的弯曲度也是不同的。彩虹的七个颜色中其中波长最长的红色弯曲度最大，弯曲度最小的为紫色。如果光直接穿过水滴，这种情况则无法形成彩虹。

此外主虹与副虹的颜色都是大家所熟悉的七色，不过它们的颜色排序是正好相反的。太阳光经由色散作用之后所形成的单色光中波长最长的为红色，是可见光谱中频率最低的一个颜色。根据这一信息，红色本该处于彩虹七个颜色的最下方，但是由于这些光经过了反射，所以呈现给我们的视觉效果为红色在最上方。而经过两次反射的副虹则为红色最下，紫色最上的颜色排序。

主虹与副虹的颜色排序正好相反便就是由这方面原因导致的，而副虹比主虹颜色黯淡则是因为光在反射过程中都会消耗能量。有些时候副虹虽与主虹一起出现，但是因为光线强度太低而致使人们并没有观察到它。而副虹处在主虹外侧则是由反射角的大小决定的。其中副虹的发射角为50°至53° ，而主虹则是40°至42°。

彩虹是一种比较常见的自然现象，在早晨和傍晚，雨后阳光中就有可能出现。前些时候，广州天空中就出现了壮观的双彩虹。

这还不算特别稀奇的，因为双彩虹其实还是挺常见的，而这次网友还拍到了圆形的双彩虹！

这估计是9999%以上同学现实中从来没有见过的了吧？你以为这就完了吗？没完！如果圆形的双彩虹你从前还能在网上看见过，那么下面这个图在今天以前你一定没看见过——与中国第一高塔，广州地标广州塔小蛮腰完美相切的圆形双彩虹！

这样的圆形彩虹你应该见不到第二张了（^_^）。看不清？来一张局部放大的吧：

那么彩虹是怎么形成的呢？双彩虹又是怎么形成的呢？为什么我们平常看不到圆形的彩虹？如果你有这些疑问，这篇文章将为你解答。

要解答这个问题之前，我们要先了解一个基本常识：光的色散现象。这是由史上最伟大的科学家艾萨克牛顿在三棱镜分光实验中发现的，当太阳光以一定的角度入射三棱镜后，经过折射会被分解成不同颜色的光，这种现象称为光的色散。

我们现在知道，这是由于白色的太阳光是由不同波长的光组成的，不同的波长的可见光对应了不同的颜色，波长最长的可见光为红色，波长最短的为紫色。不同波长的光在介质中具有不同的折射率，红光的折射率较低，紫光的折射率较高，这导致它们以相同的角度入射介质以后会以不同的角度出射，这样就产生了色散。

彩虹形成的原因，就是太阳光照射空气中的小水珠后经过折射-反射-再折射后产生色散的现象。我们先看一下太阳光在水珠中的行进路径：

上图是代表太阳光中的红光在水滴中产生的折射与反射过程，而由于不同波长的光在水滴中的折射率并不一样，所以我们来看看折射率更高的紫光的折射和反射路径：

由于不同的折射率，太阳光入射同一个水滴后，会把红光和紫光散射向不同的方向，紫光散射的方向更高，所以在这一个水滴里，我们只能看到反射的红光。要把紫光刚好也这样折射在反射到我们的眼里，太阳光需要照射更低的水滴，因此，我们看到那道明亮的彩虹的颜色是上面是红光，下面是紫光。

那么问题来了，它为什么是弧形的？这就是由于那个折射率导致的。在上面的折射-反射路径图中，有没有留意我下面标注了一个角度≈42°？这就是太阳光经过水滴反射到我们眼里时所产生的折射率。以太阳和你的连线作为圆心，以42度为夹角画一个圆就是你能看到的圆形彩虹了，但由于大部分情况下，彩虹的下半部分是被地平线遮挡的，所以我们通常只能看到半圆弧的彩虹，这同时也是我们为什么只能在清晨和傍晚看到彩虹的原因。

知道这个弧形的成因你就会明白为什么有的时候能看见圆形的彩虹，答案很简单，只要你站得足够高，以至圆形彩虹的下半部分不被遮挡，就能看见一个完整的圆形彩虹了。你能看到的圆形彩虹相片，无一例外都是从高空拍摄的。

那么问题又来了，双彩虹那个黯淡的外圈又是怎么回事呢？那一圈我们一般称为副虹，古时候又称为霓，与明亮的主虹合称为霓虹，晚上五颜六色的霓虹灯就是以此得名的。

副虹其实是由于水滴对太阳光的二次折射反射导致的。由于上面的光路折射-反射图大家已经大概知道光路的原理了，所以这个图我就画简单一点，也不标注文字了，大家只要能看明白上面两个图就应该能看明白这个。

当太阳光经过这样的二次折射和反射，红光和紫光的上下位置就逆转了，红光需要照射更低的水滴才能反射进我们的眼睛，因此我们看到副虹的颜色顺序跟主虹是相反的。副虹经过二次折射-反射后，夹角达到约51度，因此它处在主虹的外围。同时由于经过了二次反射，被反射的光会大量减少，毕竟水滴本身是透光的，所以副虹一般比较暗淡，很多时候是看不见的。

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