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你要是小時(shí)候在農(nóng)村野地里撒歡跑過(guò),八成干過(guò)一件傻事:看見(jiàn)天邊掛一道彩虹,撒丫子就追,心想跑到山那頭就能摸到那七彩大拱門(mén)。
結(jié)果呢?跑得鞋都掉了,彩虹還是掛在那,不近不遠(yuǎn),就跟逗你玩似的。這玩意兒咋這么難追?
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先跟你說(shuō)個(gè)真實(shí)情況,彩虹其實(shí)壓根兒就不是一個(gè)能讓你走過(guò)去的東西。你在地面上看見(jiàn)的彩虹,看著像一座半圓形的大橋,一頭插在山坡上,一頭扎進(jìn)河溝里。
可等你真跑到那個(gè)山坡上,彩虹那頭早就挪到別處去了。你以為你在追彩虹,其實(shí)彩虹一直在躲你。這不是玄學(xué),這是正兒八經(jīng)的光學(xué)物理。
你睜眼看見(jiàn)彩虹的那一刻,它就已經(jīng)注定跟你保持一個(gè)固定的角度,你往前一步,它就往后一步,比談戀愛(ài)時(shí)的曖昧還難拿捏。
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那為啥會(huì)這樣呢?咱得從彩虹到底怎么來(lái)的說(shuō)起。天空中的彩虹,其實(shí)是太陽(yáng)光鉆進(jìn)了空氣中的小水滴,在里頭拐了個(gè)彎,又跑出來(lái)的結(jié)果。
光線從空氣進(jìn)入水滴,會(huì)先折射一下,也就是拐個(gè)彎,然后撞到水滴的后壁,發(fā)生全反射,接著再?gòu)乃蔚那懊嬲凵涑鰜?lái)。這一進(jìn)一出加一撞,就把白光拆成了七種顏色,紅橙黃綠藍(lán)靛紫,像排隊(duì)似的依次排開(kāi)。
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最關(guān)鍵的一點(diǎn)是每個(gè)顏色的光從水滴里出來(lái)的時(shí)候,跟太陽(yáng)光原來(lái)的方向之間,會(huì)形成一個(gè)固定的角度。比如紅色的光,這個(gè)角度大約是42度,紫色的光小一點(diǎn),大約40度。
也就是說(shuō)不管你站在哪兒,只要你的眼睛跟太陽(yáng)光的方向之間,正好夾著這個(gè)42度的角,并且那個(gè)方向上正好有水滴,你就能看見(jiàn)紅色。你換個(gè)位置,那個(gè)角還在,只不過(guò)水滴換了另一撥。
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這就好比你拿著手電筒照一個(gè)玻璃球,玻璃球反射的光,永遠(yuǎn)跟手電筒的光線成固定夾角。你挪動(dòng)手電筒,反射光的方向也跟著變。彩虹也是這個(gè)理。太陽(yáng)好比那個(gè)手電筒,你眼睛就是接收器,水滴就是無(wú)數(shù)個(gè)小玻璃球。
你看見(jiàn)彩虹的時(shí)候,其實(shí)你眼睛、太陽(yáng)、彩虹上的每一個(gè)點(diǎn),都形成了一條固定的幾何關(guān)系。彩虹的圓心,永遠(yuǎn)在太陽(yáng)的對(duì)面,而且是太陽(yáng)、你的眼睛、彩虹圓心這三個(gè)點(diǎn)連成一條直線。
太陽(yáng)在天上多高,彩虹的圓心就在地平線以下多深。太陽(yáng)越往西沉,彩虹的拱就越高。如果太陽(yáng)落山了,地平線以上就沒(méi)有水滴能被照到,彩虹也就消失了。
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你往彩虹那邊跑,你的位置變了,你與太陽(yáng)的連線方向也在變,但彩虹那個(gè)42度的夾角卻不變。
原本你看見(jiàn)的彩虹是那撥水滴反射的,你一動(dòng),那撥水滴反射的光就不對(duì)著你眼睛了,你眼睛會(huì)重新鎖定另一撥水滴,正好處在新位置那個(gè)42度角上。
所以彩虹就像個(gè)影子一樣,你走它也跟著走,永遠(yuǎn)跟你保持同一種幾何關(guān)系。你別說(shuō)跑到山腳下,你就是坐飛機(jī)往上飛,彩虹也會(huì)跟著你往上竄,因?yàn)樗淮嬖谟谀阊劬吞?yáng)之間那個(gè)特定的光學(xué)視窗里。
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有的人抬杠說(shuō),那我站山頂上,看山溝里的彩虹,不就近了嗎?其實(shí)更遠(yuǎn)了。因?yàn)閺哪愕难劬Φ讲屎缟系乃危鞘且粋€(gè)真實(shí)的光路距離。
你站在山頂,看山溝里的雨幕,水滴離你確實(shí)近了,但那個(gè)角還在,你看到的是水滴位置更低處的彩虹。等你下到山溝,水滴就在頭頂,那個(gè)角依舊在,彩虹就跑到山脊那邊去了。
不信你拿個(gè)三棱鏡試試,你把它舉在眼前,能看到彩色的光帶,可你伸手去抓,那光帶在鏡片里頭,你抓得著嗎?彩虹就是大自然里的三棱鏡表演,它沒(méi)有實(shí)體,它只是光線在你眼睛里的投影。
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再往深了說(shuō),彩虹其實(shí)是個(gè)完整的圓。我們?cè)诘孛嫔现荒芸吹桨雸A,因?yàn)榈仄骄€擋住了另一半。你要是坐飛機(jī)飛到高空,足夠高的時(shí)候,就能看到一個(gè)完整的七彩圓環(huán),像一個(gè)大甜甜圈套在大地上。
但你依然走不到它下面,因?yàn)閳A心永遠(yuǎn)在你和太陽(yáng)連線上,你往東它往東,你往西它往西,就像一個(gè)看不見(jiàn)的陀螺,你是那個(gè)抽陀螺的人,但陀螺永遠(yuǎn)不落在你腳下。
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彩虹就像你小時(shí)候夢(mèng)見(jiàn)的那張永遠(yuǎn)追不上的鈔票,又像你對(duì)著鏡子里的自己招手,瞧著近在眼前,其實(shí)隔著一層玻璃。而且彩虹還有個(gè)脾氣,它只在下過(guò)雨的晴天出現(xiàn),太陽(yáng)正好在你背后,水滴在你面前,三者缺一不可。
你要是真走到彩虹底下,那就意味著太陽(yáng)在你正前方,水滴在你腦后,你連彩虹的影子都看不見(jiàn),因?yàn)槟阋呀?jīng)穿過(guò)了那個(gè)光學(xué)魔術(shù)的幕布,成了幕后的觀眾。
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