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你要是小時候在農村野地里撒歡跑過,八成干過一件傻事:看見天邊掛一道彩虹,撒丫子就追,心想跑到山那頭就能摸到那七彩大拱門。
結果呢?跑得鞋都掉了,彩虹還是掛在那,不近不遠,就跟逗你玩似的。這玩意兒咋這么難追?
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先跟你說個真實情況,彩虹其實壓根兒就不是一個能讓你走過去的東西。你在地面上看見的彩虹,看著像一座半圓形的大橋,一頭插在山坡上,一頭扎進河溝里。
可等你真跑到那個山坡上,彩虹那頭早就挪到別處去了。你以為你在追彩虹,其實彩虹一直在躲你。這不是玄學,這是正兒八經的光學物理。
你睜眼看見彩虹的那一刻,它就已經注定跟你保持一個固定的角度,你往前一步,它就往后一步,比談戀愛時的曖昧還難拿捏。
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那為啥會這樣呢?咱得從彩虹到底怎么來的說起。天空中的彩虹,其實是太陽光鉆進了空氣中的小水滴,在里頭拐了個彎,又跑出來的結果。
光線從空氣進入水滴,會先折射一下,也就是拐個彎,然后撞到水滴的后壁,發生全反射,接著再從水滴的前面折射出來。這一進一出加一撞,就把白光拆成了七種顏色,紅橙黃綠藍靛紫,像排隊似的依次排開。
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最關鍵的一點是每個顏色的光從水滴里出來的時候,跟太陽光原來的方向之間,會形成一個固定的角度。比如紅色的光,這個角度大約是42度,紫色的光小一點,大約40度。
也就是說不管你站在哪兒,只要你的眼睛跟太陽光的方向之間,正好夾著這個42度的角,并且那個方向上正好有水滴,你就能看見紅色。你換個位置,那個角還在,只不過水滴換了另一撥。
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這就好比你拿著手電筒照一個玻璃球,玻璃球反射的光,永遠跟手電筒的光線成固定夾角。你挪動手電筒,反射光的方向也跟著變。彩虹也是這個理。太陽好比那個手電筒,你眼睛就是接收器,水滴就是無數個小玻璃球。
你看見彩虹的時候,其實你眼睛、太陽、彩虹上的每一個點,都形成了一條固定的幾何關系。彩虹的圓心,永遠在太陽的對面,而且是太陽、你的眼睛、彩虹圓心這三個點連成一條直線。
太陽在天上多高,彩虹的圓心就在地平線以下多深。太陽越往西沉,彩虹的拱就越高。如果太陽落山了,地平線以上就沒有水滴能被照到,彩虹也就消失了。
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你往彩虹那邊跑,你的位置變了,你與太陽的連線方向也在變,但彩虹那個42度的夾角卻不變。
原本你看見的彩虹是那撥水滴反射的,你一動,那撥水滴反射的光就不對著你眼睛了,你眼睛會重新鎖定另一撥水滴,正好處在新位置那個42度角上。
所以彩虹就像個影子一樣,你走它也跟著走,永遠跟你保持同一種幾何關系。你別說跑到山腳下,你就是坐飛機往上飛,彩虹也會跟著你往上竄,因為它只存在于你眼睛和太陽之間那個特定的光學視窗里。
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有的人抬杠說,那我站山頂上,看山溝里的彩虹,不就近了嗎?其實更遠了。因為從你的眼睛到彩虹上的水滴,那是一個真實的光路距離。
你站在山頂,看山溝里的雨幕,水滴離你確實近了,但那個角還在,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,那個角依舊在,彩虹就跑到山脊那邊去了。
不信你拿個三棱鏡試試,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,它沒有實體,它只是光線在你眼睛里的投影。
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再往深了說,彩虹其實是個完整的圓。我們在地面上只能看到半圓,因為地平線擋住了另一半。你要是坐飛機飛到高空,足夠高的時候,就能看到一個完整的七彩圓環,像一個大甜甜圈套在大地上。
但你依然走不到它下面,因為圓心永遠在你和太陽連線上,你往東它往東,你往西它往西,就像一個看不見的陀螺,你是那個抽陀螺的人,但陀螺永遠不落在你腳下。
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彩虹就像你小時候夢見的那張永遠追不上的鈔票,又像你對著鏡子里的自己招手,瞧著近在眼前,其實隔著一層玻璃。而且彩虹還有個脾氣,它只在下過雨的晴天出現,太陽正好在你背后,水滴在你面前,三者缺一不可。
你要是真走到彩虹底下,那就意味著太陽在你正前方,水滴在你腦后,你連彩虹的影子都看不見,因為你已經穿過了那個光學魔術的幕布,成了幕后的觀眾。
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