許多人都曾在雨後陽光再次照耀時看到天空中的彩虹。為了讓我們看到彩虹,條件需要恰到好處。

需要空氣中的一些水滴——比如雨甚至是霧——而且我們需要太陽在我們身後,並且離地面相當低。這是因為彩虹是由光線穿過水滴所產生的。

來自太陽的光對我們來說看起來是白色的。但是我們在日常生活中看到的白光實際上是由不同顏色混合而成。當光線穿過雨滴時,這些顏色會分離出來。

光波

用看的也不會知道,但光是在波浪中傳播,就像波浪在海洋中移動一樣。彩虹中的每種顏色都有我們所說的不同「波長」。

這意味著波浪頂部之間的距離對於每種顏色來說是不同的長度。從波長最短的紫色到波長最長的紅色,這些顏色被稱為「可見光譜」。

雨滴看起來更像小球,而不是我們經常畫的淚珠形狀。當光線照射到這些小水球中時,光線會改變方向,我們稱之為「折射」。

不同波長的折射量都略有不同。如果光線以正確的角度照射到雨滴上,折射會將波長分離成不同的顏色。由於大量的光通過大量的雨滴折射,我們將這些顏色視為天空中的彩虹。顏色出現的順序由它們的波長長短決定。

當我們學習彩虹時,知道有七種顏色:紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛藍色和紫色。但這並不完全正確。

彩虹中的顏色

不同的顏色相互融合,很難分辨一種顏色的結束和另一種顏色的開始。它們之間還有其他顏色,混合在一起——就像藍色和綠色之間的綠松石色。

藍色和綠色在色譜中彼此相鄰,這就是為什麼可以在它們相互融合的地方看到綠松石。但是,有些顏色是光譜中彼此不相鄰的顏色所混合。

例如,棕色是紅色和綠色的混合。但是彩虹中的紅色和綠色色帶並不相鄰,所以我們看不到它們混合形成棕色。許多其他混合顏色的情況也是如此——如果彩虹中的色帶不重疊,那麼它們就不可能混合。

但是有兩種顏色是我們永遠不會在彩虹中看到的,就是黑色和白色。黑色是沒有顏色的——這是我們在完全沒有光的情況下所看到的。

另一方面,白色是所有顏色的組合。當光被雨滴折射時,它將白光分離出可見光譜,這意味著它不再是白色。灰色是黑色和白色的混合,因為我們在彩虹中永遠看不到黑色和白色,所以我們也看不到將它們混合而成的顏色。

下次你看到彩虹時,看看你能在其中發現多少種顏色——以及你看不到的顏色。

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參考資料:

  1. Rawlings,J., (2022,Dec 24). Why All The Colors of The Rainbow Doesn’t Include Black, Brown, And Gray. ScienceAlert
  2. Rawlings,J., (2022,Dec 23). Curious Kids: why doesn’t the rainbow have black, brown and grey in it?. The Conversation
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/why-all-the-colors-of-the-rainbow-doesnt-include-black-brown-and-gray(圖:Ron Worobec/500px Prime/Getty Images)
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