幻日现象原理

2015-10-24 10:33 作者:admin 来源:
关于幻日,中国早有记载,《淮南子》上说:“尧时十日并出,草木皆枯,尧命后羿仰射十日其九。”幻日不是神话,也不是一种不祥之兆,而是一种自然界的光学现象。

原来,在地球上的天空被浓厚的大气包围,其中也有水蒸汽和小冰晶。它们在一定的条件下,可变成非常小的柱状或片状的雨滴或水汽,从高空徐徐下降,因受日(月)光的照射而产生折射,就形成了幻日,实际上只有中间的太阳才是真正的太阳。因日光是由七种色光组成;由于不同色光的折射率不同(红光的波长最长,折射率最小,紫光的波长最短,折射率最大,这种折射率随波长变化的现象叫色散),被柱状或汽状的雨滴或冰片折射后,偏转的角度也不同,这样形成的内红外紫的彩色光环,叫晕。

由于水滴的形状、大小不同便产生两种不同的晕,其中汽状水滴所形成的是光较强的内晕,最小偏向角约为22°;而穿过汽状水滴所形成的是,半径较大的彩色光环,这就是外晕,其最小偏向角约为46°。只有在满足最小偏向角的条件下观察,才能形成晕。

在冬天,当高空的水滴凝结成细小的六棱形冰柱时,如果太阳光从侧面进入冰柱,而且能满足最小偏向角的条件,在内、外晕之间,靠近太阳两旁,与当地太阳同一高度的地方就容易出现“幻日”。出现幻日的多少、暗明、大小随着高空小冰柱的分布情况而异。

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