啊,彩虹!大家最熟悉不过的自然现象吧。其实它可不是简简单单的七种颜色。咱们通常说“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”,但真相是彩虹里有无数种渐变的颜色,红色和橙色之间甚至有很多微妙的过渡色。这些基本色只是为了方便记忆,其实彩虹里的颜色多着呢。如果空气中悬浮着无数小水滴,而且阳光正从背后以低角度照射进来,就会出现彩虹。你知道吗?彩虹通常出现在雨后天晴、尘埃稀少、云层明暗变化的时候。 那么,彩虹是怎么形成的呢?阳光射进小水滴后,先被折射一次,碰到水滴壁反射后再折射一次逃出水滴。两次折射加一次反射就把白光拆成了光谱倒影。这个过程让红色和紫光分离,形成了美丽的弧形。很多人只注意到主虹外侧更暗淡、颜色顺序颠倒的霓——它其实是由两次反射、两次折射形成的副虹。霓在虹的外侧50–53度之间。所以你会发现霓和虹之间有一块空白区域,这块区域最早由亚历山大描述并命名为“亚历山大带”。 大家都知道牛顿在1666年做了个著名的棱镜实验。他把一面三棱镜插进阳光里,结果墙上投出一条色彩斑斓的光谱,像彩虹一样美丽。这个实验证明了白光其实是红、橙、黄、绿、青、靛、紫七种颜色按比例叠加在一起形成的。牛顿还设计了一个叫做“牛顿盘”的东西,就是用七色扇形拼成的圆盘快速转动时呈现白色。这个实验不仅展示了白光可以分解成七种颜色,还说明了这些颜色重新组合起来又变成了白光。 我曾经试过用手电筒和白纸制造彩虹,结果光束太散漫、强度不够。后来我改用棱镜对准太阳照射白纸,效果果然好多了。不过有一次学生挡住了光线反而让彩色光盘显得更鲜明——原来阴影区把各色光孤立放大了。 有一次我们自制了一个彩色轮用火柴梗手摇转动,结果只能看到灰白残影。转速不够三基色混合不充分自然见不到白色了。后来我们脑洞大开用小型手持电风扇叶片涂成红、绿、蓝三色高速旋转想扇出白光——理论上是可行的但实战还需要继续探索。