大自然就像是一位技藝高深的魔術(shù)師,利用各種自然道具,轉(zhuǎn)眼之間就可變幻出一個(gè)個(gè)紛繁復(fù)雜、妙不可言的小魔術(shù)。在他手里,光也是其中一個(gè)小小道具,霞、虹……都是他的神奇魔術(shù)成果。
霞分早晚現(xiàn)雨睛
霞是由于日出和日落前后,陽光斜射通過大氣層,被大量的空氣分子散射的結(jié)果。如果此時(shí)空氣中有云層,云塊也會被染上橙紅艷麗的顏色。當(dāng)大氣中有大量微小水滴及塵埃時(shí),散射作用比單純的只有空氣分子時(shí)要更厲害些,因此,彩霞的顏色比沒有小水滴及塵埃時(shí)更加艷紅??諝庵械膲m埃、水汽等雜質(zhì)愈多,其色彩愈鮮艷。
早晨,太陽照射在西邊相對太陽的云層上經(jīng)過散射,使云層呈深紅色,這就是朝霞。它說明西邊天空已經(jīng)有云層存在,而早上起云主要是由于天氣系統(tǒng)性原因形成的。隨著天氣系統(tǒng)移動,本地將逐漸受其影響,天氣將轉(zhuǎn)陰雨。另一方面,有朝霞說明早晨天空有云彩存在,表明天空狀態(tài)不十分穩(wěn)定,隨著太陽升高,熱力作用增強(qiáng),對流與云層會進(jìn)一步發(fā)展,容易造成陰雨天氣。因而,我國勞動人民在長期的生活實(shí)踐中總結(jié)出“朝霞不出門”這句氣象諺語。
晚霞實(shí)質(zhì)是夕陽斜照在東邊相對太陽的天空上的云層,使云呈深紅色。在這種情況下,西部天空一般沒有云彩,太陽才能直接照射在東邊天空,而東邊天空上的云彩只會隨著時(shí)間的推移離本地越來越遠(yuǎn),因而不會影響本地的天氣。而西邊晴朗的天空也將會隨時(shí)間的腳步逐漸移來,所以未來天氣晴好。另一方面,晚上由于太陽下山,空氣層逐漸恢復(fù)穩(wěn)定,對流減弱,原來白天生成的云彩也將歸于消散,天氣一般晴好,所以,晚霞時(shí),人們可以行千里。
早晨或傍晚時(shí),太陽光斜射向地面,通過空氣層的路程比較長,受到的散射減弱比較厲害。減弱最多的是太陽光波中的紫色光,其次是藍(lán)色光等,減弱最少的是紅色或橙色光,所以這些紅色或橙色光照射在天空和云層上,就形成鮮艷奪目的彩霞。如果天氣晴朗,天空中沒有浮云或者浮云較少時(shí),天空則會呈蔚藍(lán)色。
虹揮灑家族之美
虹是一種自然現(xiàn)象,因出現(xiàn)的方式不同,其稱呼也有所區(qū)別,如“彩虹”“副虹”“晚虹”等。雨后剛轉(zhuǎn)晴時(shí),空氣中還漂浮著大量小水滴,陽光以不同的角度射入這些接近球形的小水滴時(shí),會在小水滴表面和內(nèi)部發(fā)生反射和折射,其中以40~42度的反射和折射較為強(qiáng)烈,這就形成了我們常見的彩虹。
當(dāng)陽光射向小水滴表面時(shí),先折射和反射一次,進(jìn)入小水滴的光到達(dá)小水滴的另一表面時(shí),又會發(fā)生反射和折射。每次光到達(dá)界面時(shí),都會發(fā)生反射和折射,所以,光在通過小水滴的過程中,可能發(fā)生多次發(fā)射和折射。由于不同波長的光折射率不同,在同樣入射條件下,藍(lán)光折射的角度要比紅光大,所以我們看到的彩虹七色光譜是紅光在最上方,而其他的顏色依次在下面:赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫;而西方人的說法是:赤、橙、黃、綠、靛、藍(lán)、紫。這個(gè)說法是源于英國科學(xué)家牛頓研究分解出來的七原色后取的名字。
彩虹的出現(xiàn)通常在下午雨后剛轉(zhuǎn)晴天的時(shí)候,空氣中充滿了小水滴,塵埃較少,由于沒有雨云的遮擋而可見陽光,因此我們可以觀察到美麗的彩虹。在晴朗的天氣下,背對陽光,向天空灑水或噴灑水霧,也能人工制造出美麗的彩虹。
有時(shí),在彩虹橋的背后或上方還會有“影子”,那“影子”就是副虹,又稱霓。副虹是雙重彩虹,外圈為霓,內(nèi)圈為虹。副虹是陽光在小水滴中經(jīng)過兩次的反射和折射而成的,反射和折射最為強(qiáng)烈的角度出現(xiàn)在50~53度,所以副虹在主虹(彩虹)之外。因?yàn)橛辛藘纱蔚姆瓷浜驼凵洌焙绲念伾帕写涡蚝椭骱绲膭偤檬窍喾吹?,外?cè)為藍(lán)色,內(nèi)側(cè)為紅色。也因?yàn)榻?jīng)過兩次反射與折射,光線的強(qiáng)度有所減弱,副虹沒有彩虹那樣鮮艷,顯得比較暗淡。副虹是跟隨主虹而存在的,只是它的光線強(qiáng)度比較低,因此有時(shí)不易被肉眼察覺。
晚虹是一種在晚上十分罕見的現(xiàn)象,它通常出現(xiàn)在月光最強(qiáng)烈的時(shí)候。夜間,半空中的小水滴,經(jīng)過強(qiáng)烈的月光反射和折射,便形成了晚虹。晚虹顏色的排列次序和彩虹的一樣,由于光照與視覺等因素,人們?nèi)庋鬯姷降耐砗绲念伾前咨?。所以,有時(shí)晚虹即使在夜間出現(xiàn),我們也很難看出。
白虹貫日非兇兆
“白虹貫日”這個(gè)成語直譯為:白色的長虹穿日而過,意思是指人間會有一種極不平常的行動或不平凡的事將要發(fā)生,這是古代迷信的一種說法。傳說,白虹貫日歷來就是大兇之兆?!鞍缀纭闭撸侗?;“日”者,君王也。白虹貫日,意思即是君王受刀兵困厄之象,歷史上屢次有君王被刺而出現(xiàn)白虹貫日的記載,如“聶政之刺韓愧也,白虹貫日。(《戰(zhàn)國·策魏策四》)”“昔者荊軻慕燕丹之義,白虹貫日,太子畏之。(《史記·魯仲連鄒陽列傳》)”因此,這成語便成了古代的一句忌語,其實(shí),從科學(xué)角度來講,白色長虹穿日而過,絕非是什么大兇之兆征兆,只是一種大氣光學(xué)現(xiàn)象而已。
成語中的“虹”,實(shí)際上不是我們常見的雨過天晴后的彩虹,而是一種天象——“暈”,它是懸浮在大氣中的冰晶(卷云、冰霧等),對日光或月光的折射和反射作用而形成的一種光學(xué)現(xiàn)象?!昂纭迸c“暈”是兩個(gè)不同的概念,虹與太陽出現(xiàn)在不同的方向。雷雨天過后,云開日出,陽光明媚,不同頻率的光分別集中于一條光帶上,且按一定順序排列形成美麗的氣色彩虹,因而就有了“誰持彩練當(dāng)空舞”的美妙詩句?!皶灐钡漠a(chǎn)生雖然也是由于太陽光線經(jīng)過一系列的反射和折射形成的,但它與虹出現(xiàn)的位置不同,且與太陽出現(xiàn)在同一側(cè),所以是可以貫穿太陽的。再者,“虹”與“暈”的形狀不同,虹是半圓環(huán)狀;暈的形狀則較多,如環(huán)狀、弧狀、柱狀或亮點(diǎn)狀等等。
“白虹貫日”是一種正常的自然現(xiàn)象,將其出現(xiàn)與社會人文聯(lián)系起來,尤其與君王的榮辱、朝代的興衰聯(lián)系起來是沒有道理的。