不经历风雨怎能见彩虹 关于彩虹你了解多少？它为什么是弯的？
不经历风雨怎能见彩虹？没有人能随随便便成功……想必这首歌大家都听过，这首歌把彩虹比作了历经磨难后的成功，可见人们对彩虹的态度还是很尊敬的。那么一提起彩虹，你会脑补出什么样的画面呢？是不是雨后天边那一道彩色的弧呢？
很多人应该都见过彩虹，就算没有见过，至少在书上或者电视电脑上也见过彩虹的图片，但你知道彩虹为什么是一道弯弯的弧吗？另外彩虹真的是恰好七种颜色吗？今天来为大家揭晓这些秘密。
据说，亚里士多德是第一个认真研究彩虹的人，他曾指出彩虹最为重要的几个特征，比如：如果太阳在地平线上升起得不太高，彩虹就会出现，彩虹不会出现在夏日的中午；我们可以同时看到两条形状相同但颜色顺序排列相反的彩虹，其中外侧那条显得略为松散；彩虹主要由三种颜色组成。
但是有一个很重要的现象亚里士多德并没有注意到，那就是两条虹中间的区域亮度较暗，直到公元约200 年雅典哲学家亚历山大才观察到这个现象，所以后人就将这条暗带命名为“亚历山大暗带”。另外，亚里士多德对彩虹的解释并不正确，他认为只有大的镜子可以反射出物体的全部外形，他把天空中的水滴比做小镜子，认为这个镜子太小了，不可能反射出整个太阳，但是又必须得有什么东西反射出来，所以会有颜色呈现出来。而且亚里士多德也没有注意到光的折射作用。
在此之后，古罗马哲学家塞内卡、波斯物理学家海什木等人也都曾发表过自己的看法。中国北宋时期一位叫孙思恭的精通天文历算的进士也曾说过“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”，这些均只停留在对现象的思考上，没有更多深入和本质性的研究。
那么彩虹究竟是怎么形成的呢？现代科学研究证明，彩虹的形成和光的折射有关。所以直到人们发现折射定律，彩虹问题才有条件被解决。因为科学术语太强的解释难以理解，小编就尽量把它解释为“人话”：
彩虹是由于阳光照射空中的圆形小水滴，经过一系列折射以及反射后形成的景象，阳光是从不同角度射入水滴的，反射出的光线也朝向不同的角度，而只有某个特定角度（大约是40°到42°）的光线的强度最强，只有这个角度的光线进入人眼后，人才能看到彩虹。因此，如果以人眼为中心，沿平行于太阳光的方向做一条轴线，那么以同一角度进入人眼的光线就会围绕这条轴线形成一个圆锥面。傍晚的太阳光方向几乎平行于地面，这时圆锥面映入人眼以后近似是一个完整的圆环，如果阳光不平行于地面，圆锥面一部分被地势遮住，这时人看到的彩虹就是一段圆弧了。
听懂了吗？如果参考科学家最专业的解释，估计很多人更难理解。再来说说彩虹的颜色吧，彩虹真的是七色的吗？很多广为流传的说法都说彩虹由七种颜色组成。但事实上彩虹是一道由红色到紫色的连续光谱，并非真的只是由七种泾渭分明的颜色组成。
1665 年牛顿在棱镜实验中将可见光分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色，实际是受到了来源于古希腊的毕达哥拉斯学派的影响。毕达哥拉斯学派认为数学是美的，在祷文中他们认为数字1是纯洁的，数字4 是圣洁的，数字10 是万物之母，而数字7 则象征着完美。在牛顿之前“七原色”的概念其实就已出现在中世纪的神秘主义和炼金术理论之中，并在文艺复兴时期成为人人遵行的颜色理论。
由于不同颜色光的波长都不相同，所以彩虹实际就是可见光的色散，介质就是雨后天空中的水滴。人的眼睛可以感知的电磁波波长一般在400 到700 纳米之间，而这只占宽广的电磁波谱的极小部分。
虽然牛顿在对彩虹的研究中颇有发现，但是在对彩虹的进一步阐释中，由于牛顿深陷于光的粒子性理论之中，因此无法解释“复虹”（有时在一条彩虹的内部还可以看到几条模糊的彩虹）的存在。
直到 1801 年，英国科学家托马斯·杨意识到了光在一定条件下还具有波的性质，并用双缝实验给予了有力的证明。随后他用“光的干涉”理论完美解释了复虹现象：当两条光束从同一个水滴沿相同方向散播出来的时候，它们彼此之间会发生干涉。若两光束的光程相差半波长的奇数倍，则到达观察者的光强彼此削弱；若相差整数波长，则光强相互增强。由此造成了一系列位于彩虹内侧的明暗相同的光带。根据这一解释，“复虹”又被称为“干涉虹”。
在上文中我们分析的彩虹又可称为“主虹”。在主虹上方，我们有时还能看到“副虹”，也就是文章开头提到的亚里士多德观察到的两条形状相同但颜色顺序排列相反的彩虹的外一层，即我们常说的“霓”。虹是光在水滴内经过了两次折射和一次反射的结果，霓的形成则比虹在水滴内多经历了一次反射，导致它的颜色排布与虹的颜色排布顺序相反。霓中不同颜色的光线的彩虹角约在 51°左右，所以它比虹显得要高。在自然界中，我们最多能观察到一条副虹，而更高阶的副虹则可以通过实验手段制得。
到这里，霓虹之间的“亚历山大暗带”也可以得到解释了：人眼所能捕捉的光线几乎全部集中在彩虹线及以下处，而几乎没有或者很少有光线高于彩虹线射出，所以虹的上半部是是偏暗的。彩虹线以下射出的光束基本上都是混合了光谱的颜色，呈可见光白色，所以虹的内部要更明亮。霓的分析与之相对，由此形成“亚历山大黑带”（也就是仰角大约在 42°到 51°之间）。
一道美丽的彩虹，看似只是大自然恩赐给人类的一道美丽风景，实则包涵了太多的科学知识，这也不得不让人类感叹自己在大自然中是多么的渺小。“造物主”还真是很神奇呀！