【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第六章光的波動(dòng)性

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫（1庫倫=3×10?靜庫）；電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的。】??

§6-4虹，霓，天空的顏色

【01】通過光的色散原理，初步揭示了顏色的由來，所謂顏色就是一定頻率的光波射入人的眼晴所引起的一種視覺。我們周圍的物體呈現(xiàn)著綺麗繽紛的彩色；許多自然現(xiàn)象也常常伴隨著悅目的色調(diào)出現(xiàn)。人們不禁要問：雨后天空為什么會(huì)有美麗的長虹出現(xiàn)？晴朗的天空為什么總是藍(lán)色的？清晨和黃昏的時(shí)候看見的太陽又為什么分外嫣紅？等等。

1、虹和霓

【02】夏天雨后在朝著太陽那一邊的天空上，常常會(huì)出現(xiàn)彩色的圓弧，這就是虹。下雨以后，天上懸浮著很多極小的水滴，太陽光沿著一定角度射入這些小水滴里，會(huì)引起兩次折射和一次反射，然后又從水滴里射出來.太陽光（白光）射入水滴的時(shí)候，太陽光里所有的單色光都有著相同的入射角，但是在折射的時(shí)候，各種單色光的折射率各不相同，于是就發(fā)生了色散現(xiàn)象，朝著這些小水滴看過去就會(huì)看見彩色的虹，如圖6·20所示。虹的顏色總是紅色在外、紫色在內(nèi)依次排列的。

【03】當(dāng)出現(xiàn)虹的時(shí)候，有時(shí)旁邊還可看見另一道彩色的圓弧，它的顏色的排列和虹相反，恰好是內(nèi)紅外紫，顏色也比虹淡些，這就是霓，又稱為副虹，它是太陽光射到小水滴里，經(jīng)兩次折射和兩次反射以后而形成的（圖6·21）。由于光線在水珠里多經(jīng)過了一次反射，所以顏色的排列跟虹相反，而多一次反射，又使光的能量也散失一些，因此霓的光帶不如虹的色彩鮮明。

【04】在城市公園的噴水池旁，由于空中充滿著細(xì)小而均勻的水滴，故當(dāng)人們背著太陽沿著一定角度看去，也能看到小小的人造虹。當(dāng)夏天灑水車剛剛走過的時(shí)候，也有這種情況出現(xiàn)。

2、天空的顏色

【05】另一個(gè)引人入勝的問題，就是在晴朗的日子里，天空的背景為什么總是藍(lán)顏色的？

【06】我們知道，地面上覆蓋有一層很厚的大氣層，還有煙塵之類的微粒懸浮在大氣里?？梢韵胂?，如果眼睛不是直視太陽，由于天空中大氣和微粒的漫射，地面應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁鞣N顏率的色光，從而天空應(yīng)當(dāng)是白顏色的，但為什么它會(huì)顯示出藍(lán)顏色來呢？

【07】原來，太陽光通過大氣層的時(shí)候，由于大氣中分子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，和許多其他因素的影響，使得大氣層的分子密度總在不斷地變化著，由于這種密度的起伏，使折射率也發(fā)生起伏的變化，于是太陽光穿過大氣的時(shí)候就不能沿著直線傳播（光線只有在密度均勻的媒質(zhì)中才是沿直線傳播的），因而發(fā)生了散射現(xiàn)象.科學(xué)研究指出，這種分子散射，散射光的強(qiáng)度與波長等因素有一定的關(guān)系：波長越短的光，被散射得也越多。如波長較短的藍(lán)光和紫光所受到的散射，要比紅光和橙光強(qiáng)十倍以上，所以天空中便存在著大量的這種被散射出來的波長較短的光線，使得天空呈現(xiàn)出淺藍(lán)或純藍(lán)的顏色。圖6·22簡單地表明了太陽光通過大氣層發(fā)生散射的情況。

【08】也正由于這種大氣分子的散射作用，日出和日落的時(shí)候，太陽看上去顯得分外嫣紅。如圖6·23所示，日出或日落時(shí)射到地面上來的太陽光經(jīng)過大氣層的路程要比中午時(shí)長一些，因而太陽光中波長較短的成分也被散射得多一些，波長較長的紅光散射得最少，直射而來的紅光也就最多，所以這時(shí)侯太陽呈現(xiàn)紅色。朝霞或晚霞顯示出瑰麗的紅色也是同樣的緣故。