虹和霓形成的原因

　　虹和霓都要背对太阳而立才能观察到。在夏日的傍晚，西方放晴而东方天空有云 雨时，最易看到虹和霓。当太阳光平行地照射到水滴上时，经历折射反射后的出射光中，多数比较暗淡，只有偏离阳光原入射方向的角度为最小(即最小偏向角)的出射光束，显得特别明亮。若在与太阳相对的另一半天空中的水滴，被阳光照射，在雨滴中经两次折射、一次内反射而以最小偏向角出射的光，恰好投射到背太阳而立的观测者眼帘，看到的弧形光环便是虹。阳光七种色光的最小偏向角稍不同，平均约为138度。若阳光在雨滴中经两次折射，两次内反射而以最小偏向角出射的光，恰好投射到背阳而立的人眼中，看到的弧形环便是霓，阳光七种色光的最小偏向角亦稍异，平均约232度。

　　虹的彩环排序为内紫外红原因为：阳光中的红光最小偏向角最小为137度42分，紫光的最大为139度24分，若阳光投射到较高位置的雨滴，并以最小偏向角出射的红光，恰进观测者眼帘，那么只可能是阳光投射到较低位置的雨滴上并以最小方向角出射的紫光，才能同时进入观测者的眼帘。如图所示，红色在外，紫色在内。图还表明了虹的彩环视角平均约42度。同样道理, 可知霓的彩环为内红外紫的排序。以及霓的视张角平均约52度。

　　虹的色彩和宽度与雨滴大小有关。雨滴愈大，虹带愈狭窄，色彩愈鲜明；反之，雨滴愈小，虹带愈宽，色彩愈暗淡。雨滴过小，则不可能出现虹。另外，当太阳高度角大的时候，例如在中午，就不会看到虹。又因为虹是“日照雨”时形成，它总是出现在太阳的对面，所以朝虹见于西方，暮虹见于东方。

　　有时在虹的外侧还能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫内红，这就是副虹或霓。

　　霓和虹的不同点，仅仅在于光线在雨点内产生二次内反射。因此光线通过雨滴后射到我们眼帘时，光弧色带就与虹正好相反。有时，还会产生第三道、第四道虹。甚至还会由于光线的衍射作用，在虹的内侧产生几条附属弓，这也是一种特殊的虹。

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为什么夏天雨后往往有虹呢？