短短的自由空間

前些日子，有次上學時，
閎問我: 什麼時候會”響雷公”?
這個嘛~~??媽咪也不知道，因為梅雨早該來了，但地球暖化，氣候變了…
我問: 為什麼問這個?
閎皺起眉頭哀怨的說: 因 為 我 想 看 彩 虹~~
(哈哈，下次有看到拍起來給他看好了。)
接著又問: 為什麼會有彩虹?
(我記得這問題問過回答過好幾次了吧)
我簡單的回答他: 因為下過雨，天空都還濕濕的，太陽出來時照到空氣中的水，就會出現彩虹。

可是我想他應該還是不懂吧，要不然怎麼會一直問呢?
找找正解，下次再講給他聽。
正解==================================================
雨後經常可以看到的彩虹，是因為空中飄浮的小水滴就像一個個的球形透鏡，
陽光射入水滴後，經過折射、反射再折射出來，進到我們的眼睛。
本來的白光進入水滴後，會像牛頓的三稜鏡實驗一樣，
因為折射而分成不同的色光，所以彩虹才有不同的顏色。

但是如果空氣中佈滿水滴，為什麼我們只看到一道彩虹，而不是到處都有彩虹呢？
這是因為光線入射水珠的位置，只有一個角度會讓折射出的光線強度最大。
這就是解讀彩虹現象的最基本原理：入射光和眼睛見到色光的視線間有一個固定的夾角。

因此，並不是只有空中某些特別的水珠會產生彩虹，
而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進到我們的眼睛。
這個角度和不同色光的折射率有關，例如紅光的折射率較小，夾角較大（約42°13'）
；反之，紫光折射率小，夾角就較小（約40°30'），這就造成紅色在上、紫色在下的彩虹。

因為陽光是平行入射，由上述原理和「平行線同位角相等」的定理，
進到眼中的色光會因為空氣中的水珠層厚度的增加而加強，
這就是為什麼大雨後的彩虹較清楚、小雨後的較淡薄的原因。

由於基本原理中固定夾角的限制，
當太陽在我們頭上時（例如正午），折射的光線進不到眼睛，所以看不到彩虹。
必須到約下午4點以後，彩虹才會在山巒或城市的天際線上出現，
而且隨著時間越接近傍晚，彩虹的位置會越高，這也是基本原理的應用。

根據同樣的原理，考慮以通過眼睛平行於入射陽光之直線為轉軸，
旋轉在你眼中造成彩虹的入射光線，這時進到你眼睛的折射色光，會轉出一個圓錐面。
如果入射光不平行於地面（例如下午4點時），這個圓錐面投射到我們眼裡，看起來只是一段短圓弧。
但是到了傍晚陽光平行於地面時，我們眼中的彩虹，就幾乎是正半圓。

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