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感謝某不愿透露姓名的高中同學提供支持。

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請先解釋一下你的這個問題提法可能的歧義：究竟是“是因為”后面的詞語組成一個整體，還是“和”前面的詞語組成一個整體呢？不講清楚的話，答案會有一些差距。

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“彩虹的形成是因為光的色散”和“光沿直線傳播”，是一回事嗎？答案是“否”。其實如果是另一種斷句的話答案也是“否”，大差不差。

你剛才只問了“是不是”，沒問“為什么”啊！所以我當然沒有義務回答多余的部分了。

——開玩笑的。從高中時代開始我就是個“小題大做”的人了，這種我剛好有所了解的話題，怎么可能不展開講講呢？

請隨我來。

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嘛……其實如果你對高中物理課本還有印象的話，應該自己也能推斷出來這兩個東西原理不一樣。讓你回想起來的話，我就摘抄一段內容好了。

彩虹是因為陽光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。陽光射入水滴時，因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，紅光的折射率比藍光小，而藍光的偏向角度比紅光大。所以觀察者看見的光譜是倒過來的，紅光在最上方，藍光在下。

光的直線傳播么，這是大家都接受的現象。顯然在折射發生的點之外都是由直線傳播規律決定的，但只有這個是不可能解釋色散現象的存在的，所以有本質的區別。

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色散當然是彩虹的成因，但如果想得太深，就會產生這樣的疑問：無數個小水滴所折射的七色光不會互相干擾嗎，為什么能形成彩虹？彩虹為什么是拱形的，并且與太陽分立在天空的兩側？

讓我們再深入一點。

先來回答比較簡單的，即彩虹的形狀和所處位置。上面的解說中只畫出了單獨的一個水滴，但實際上，天空中所有的水滴因為接收的入射光是平行光，其出射紅光(以及藍光等等)也是平行光，它們并不互相干擾，而是彼此促進的。(見下圖，雖然畫的是霓的形成原理，但和虹本身沒有實質差別。)

于是，在一個任意的觀察者看來，紅光總是處于與太陽光和他的連線相差某個角度的方向上，藍光則在另外一個角度上，諸如此類。與這條連線相差固定角度的視線，在天空中畫出一條軌跡(下圖)——

一個錐形?；蛘?#xff0c;因為地平線的遮擋，是一個拱形。

上面這張圖解釋了為什么通常只有在傍晚才會看見彩虹：如果是中午，觀測者將太陽放在腦后就只能看到地面，而看不到天空中水汽的反射光線。反其道而行之，如果在中午搭乘飛機，使自己處于太陽和水汽層之間，就能在地面方向看見完整的環形(或者說圓錐形？)彩虹，如下圖所示。

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其實還有一件事沒有被解釋，不過如果不指出的話恐怕沒什么人會察覺：隨著光線與水珠的“瞄準距離”(指直線傳播時球心到該直線的距離，只有這一距離為0才是直接穿過球心)發生改變，射出紅光的角度也在改變！

圖片展示了一束平行光按照不同的瞄準距離入射水滴時出射光線的情況。(上色只是為了區分不同階段的光線，本身是單色光。)可以看到，不同的瞄準距離下出射光線與入射光線的夾角在改變，并不都是通常書上繪制的42度的偏轉角。這樣一來，大部分入射的紅光能量應該會被其他方向的折射帶走才是。問題出在哪里呢？

把上面的內容做成動圖，會觀察到一個有趣的現象：在入射光線處于某一區域的時候，出射光線的角度幾乎不隨入射光線的變化而變化。

雖然沒有像凸透鏡那樣完美的形狀，但通過這種方式，水滴在這一點上聚集了來自多個不同瞄準距離的入射光，實現了在這一個角度上的光強放大。具體的數學計算，感覺不是很讓人感興趣，就不放上來了。

總之，以上才是各種科普插圖中總是把紅光放在42度偏轉角而不是隨便其他的偏轉角度的原因。然后，從這個最上游的“固定偏轉角度”的結果，一路推下去，才有了非常簡單的“光的色散”的解釋。

???

但是，即使這個問題遠沒有“光的色散”一筆帶過的那樣簡單，也不代表為了學習四則運算，要讓小學生們從群論學起。

對吧？

總結

以上是生活随笔為你收集整理的太阳光是平行光吗_“彩虹的形成是因为光的色散和光沿直线传播是一回事吗？”...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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