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杭州市錢(qián)塘區(qū)景苑中學(xué)科學(xué)老師項(xiàng)洋洋
夏日里，我們很容易在雨后看到天空中出現(xiàn)一道七色的彩虹。許多行人會(huì)趁此機(jī)會(huì)用手機(jī)拍下這美麗的自然景觀，發(fā)到朋友圈表達(dá)對(duì)自然界饋贈(zèng)的贊美。那么你知道彩虹的成因和顏色的由來(lái)嗎？

彩虹的成因
彩虹最常在雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)，這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗，而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見(jiàn)陽(yáng)光，這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。

太陽(yáng)光其實(shí)是一種復(fù)合光，包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光兩部分。其中不可見(jiàn)光主要指紅外線和紫外線，而我們所看見(jiàn)的彩虹其實(shí)是可見(jiàn)光照射到空氣中接近球形的小水滴，造成折射及反射而成的。具體的過(guò)程如下：
陽(yáng)光照射到水滴表面，先折射一次
陽(yáng)光中的可見(jiàn)光是白光，是由不同的單色光構(gòu)成的。而球形的水滴對(duì)光有色散的作用，不同的單色光由于頻率、波長(zhǎng)不同，其折射率也有所不同。而紅光的折射率比藍(lán)紫色光?。?導(dǎo)致藍(lán)紫光的偏向角度比紅光大。因此復(fù)合的白光在經(jīng)過(guò)第一次折射之后變成了不同的單色光形成了我們常說(shuō)的七種色光帶——紅橙黃綠藍(lán)靛紫。
其實(shí)人類很早就可以通過(guò)棱鏡讓白光發(fā)生色散，但最早是由牛頓設(shè)計(jì)了相關(guān)的棱鏡實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)“實(shí)驗(yàn)歸納——假說(shuō)理論——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的典型的科學(xué)規(guī)律的研究方法，并滲透著分析（把白光分解為單色光研究）和綜合的方法（把單色光復(fù)合為白光）。
折射后的不同色光在水滴的背面發(fā)生反射
光經(jīng)過(guò)第一次折射后在水滴內(nèi)會(huì)再發(fā)生反射，所以觀察者看見(jiàn)的光譜是會(huì)和第一次折射后產(chǎn)生的光譜分布剛好相反。
最后離開(kāi)水滴時(shí)再折射一次
經(jīng)過(guò)第二次折射后的色光進(jìn)入人的眼睛，最終在人的大腦皮層形成視覺(jué)，即我們看到的不同顏色的光。（如使大腦產(chǎn)生“紅色”視覺(jué)的光波長(zhǎng)大概是620～760nm，而產(chǎn)生“綠色”的光波長(zhǎng)大概是520～560nm）
物體的顏色
隨著對(duì)光譜和色彩研究的不斷深入，我們發(fā)現(xiàn)：世界上的萬(wàn)物色彩斑斕主要是因?yàn)樘?yáng)光照射到物體表面，其中反射到我們眼里的色光決定了物體的顏色。如當(dāng)我們觀察葉子時(shí)，是因?yàn)檎丈涞饺~子的綠色光被葉片反射，而其他色光均被吸收了，導(dǎo)致我們看到的葉子是綠色的。
相對(duì)特殊的是，當(dāng)一個(gè)物體能吸收所有的色光時(shí)，我們的大腦接收不到任何的可見(jiàn)光，就將其認(rèn)知為了“黑色” 。好比我們?cè)跊](méi)有燈光的晚上觀察葉片時(shí)，此時(shí)由于沒(méi)有光照，因此不會(huì)有任何光反射到我們的眼睛，我們看到的也變成了漆黑一片。而當(dāng)某個(gè)物體不能吸收任何色光，將所有色光全部反射時(shí)，我們就會(huì)將其認(rèn)知為“白色” 。
隨著研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)色彩中存在不能再分解的三種基本顏色，即我們現(xiàn)在所提的三原色（紅綠藍(lán)）。將三原色的色光以不同的比例相加，可以產(chǎn)生多種多樣的色光。

擴(kuò)展思考題：為什么可見(jiàn)光光譜中沒(méi)有棕色？
其實(shí)“棕色”根本就不存在！棕色只是人的大腦所認(rèn)知出的一種顏色，它的形成還和其背景色彩有關(guān) 。事實(shí)上，棕色本身其實(shí)是顏色較暗的“橙色” ，在背景偏黒的環(huán)境中呈現(xiàn)“暗橙”，但在背景偏白的環(huán)境中，我們的大腦為錯(cuò)認(rèn)其為一種新的顏色——“棕色” 。