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只要有空氣中有水滴,而陽(yáng)光正在觀(guān)察者的背后以低角度照射,便可能產(chǎn)生可以觀(guān)察到的彩虹現象.彩虹常在下午,雨后剛轉天晴時(shí)出現.這時(shí)空氣內塵埃少而充滿(mǎn)小水滴,天空的一邊因為仍有雨云而較暗.而觀(guān)察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見(jiàn)陽(yáng)光,這樣彩虹便會(huì )較容易被看到.另一個(gè)經(jīng)?？梢?jiàn)到彩虹的地方是瀑布附近.在晴朗的天氣下背對陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧,亦可以人工制造彩虹.
彩虹不僅僅是一道七色光譜，它的色彩層次其實(shí)遠比人們肉眼所見(jiàn)要豐富得多。在紅橙黃綠藍靛紫之間，還存在著(zhù)無(wú)數細微的顏色變化。但為了便于描述和理解，人們通常將這七種顏色作為彩虹的主要代表。
彩虹的形成主要依賴(lài)于光的折射、反射和色散。太陽(yáng)光是由多種顏色的光線(xiàn)組成的，當陽(yáng)光穿過(guò)空氣中的水滴時(shí)，會(huì )發(fā)生以下幾個(gè)步驟：
光的折射：當陽(yáng)光進(jìn)入水滴時(shí)，由于水的折射率與空氣不同，光線(xiàn)會(huì )發(fā)生折射，改變其傳播方向。這個(gè)過(guò)程使得光線(xiàn)在水滴內部的路徑發(fā)生了彎曲。
光的反射：光線(xiàn)在水滴內部遇到水滴的后面時(shí)，會(huì )發(fā)生反射。大部分光線(xiàn)會(huì )反射回水滴內部，形成一個(gè)完整的光路。
光的色散：不同顏色的光在水中的折射率不同，因此它們在水滴內部的折射角度也不同。這就導致了光線(xiàn)的分散，形成了彩虹的多種顏色。
光的再次折射：當光線(xiàn)從水滴的另一面射出時(shí)，它又會(huì )經(jīng)歷一次折射，進(jìn)一步增強了色彩的分離效果。
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