小时候，总是在作文里写道，雨过天晴，一道弯弯的彩虹挂在天空，散发着赤橙黄绿青蓝紫七色光芒。细心的同学可能注意过，有时候天空挂着的，有两道彩虹，俗称“双彩虹”。其实，内圈较为明亮的称为虹，而外圈色彩较淡的称为霓。虹的上端是红色，下端是蓝色，而霓刚好相反。现在，我们对虹和霓这个光学现象分成三个问题来解释：1，彩虹为什么是彩色的？2，为什么上为霓，下为虹？3，彩虹为什么是弧形？

我们先来回答第一个问题：彩虹为什么是彩色的？

雨后，天空中仍然悬浮着很多小水珠，这些小水珠就像一个个的玻璃小球，当太阳光入射进这些小水珠时，会发射折射，就像太阳光入射三棱镜一样，会分成七色的光（每种颜色的光折射率不同）。

太阳光在这些小水珠里再次反射和折射，不同颜色的光最后以不同的角度折射出小水珠，这样，我们看到的彩虹其实就是按颜色排列的七彩光线了。

然后，我们来回答第二个问题：为什么上为霓，下为虹，而且颜色排列相反，同时霓的色彩还比较淡呢？

这是因为，在形成虹时，阳光在水滴里传播时，折射出的光线与地平面的夹角在42°左右，而在形成霓时，折射出的光线与地平面的夹角在52°左右，在视觉上，自然就是霓在上，虹在下了。

由于紫光折射角度比红光大，当虹的七色光线在进入人眼时，我们就会看到光从上到下依次是赤橙黄绿青蓝紫。从形成虹和霓的光学传播轨迹来看，因为其折射方向是反向的，所以产生的七色光排列也是相反的了。

细心的同学可以发现，在形成霓时，光在水珠里是经过了两次反射的，每次反射都会造成光线能量的损失，所以我们看到的霓的亮度就比虹要暗一些了。

值得注意的是，我们在看彩虹时，太阳光是从我们背后发出然后经水珠折射反射进入到我们的眼镜里的，所以，我们看不到太阳和彩虹挂在同一侧天空上，我们只能背向太阳，才可能看到彩虹。如果你看到一张照片上同时有太阳和彩虹，那一定是后期PS无疑了。

好了，我们来回答一下第三个问题：彩虹为什么是弧状的？

事实上，如果我们的视线不被遮挡的话，完整的彩虹应该是个圆形。上一个问题我们谈到，在看彩虹时，光线与人眼的夹角在42°左右。那么把所有与人眼成42°角的地方连起来，就会和人眼形成一个圆锥，人眼是锥尖，彩虹是圆锥体的底部圆弧。

但是呢，我们人的个头太小了，视线会被地平线给遮挡，所以圆形彩虹的下半部分我们在地平面上就看不见了。如果我们登上高山，或者坐上热气球，那就有可能看到完整的圆形彩虹了。

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