2009年8月3日 星期一

觀天入門:彩虹的顏色

在彩虹發生的歷程中的某一時點,看看你能分辨出彩虹有幾種不同的顏色,找出最強的顏色和最寬的顏色。如果你沒辦法看到最著名的七彩,記錄哪一個顏色不見了。比較你對彩虹顏色的判斷和與你一同觀察的同伴對彩虹顏色的判斷。如果產生彩虹的降雨還在你身邊淅瀝下著(或才停止),儘可能記錄雨量大小、雨滴大小,並與附表作比較,是否能解釋你的觀察結果。

我們都聽過彩虹的七種顏色:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫,不過大部份的時候,我們無法辨認出這麼多顏色。但話又說回來,或許有時候能看出不止七種顏色呢?顏色會彼此混入,的確有可能看到不同層次的紅色或不同層次的其它主色。

所以你和你的同伴首先要做的事就是報告在彩虹中看到那些顏色。不同的觀測者能感受到的色彩不盡相同,他們能以文字來形容顏色的能力也不盡相同,這包括生理及文化的因素。例如:若有兩個感官能力完全相同的人,但因他們過去的經驗和語言字彙能力,所形容的顏色不相同;反之亦然,分明是不同的顏色,但卻有相同的形容詞。因此,這是一個極有趣的實驗,找一群同伴站在你身側注視著同樣的彩虹,不要交換意見或討論,記錄每個人所看到的顏色。大部份的人都會漏掉「靛」色,不知道它就在藍色和紫色的中間。但如果某人已經知道「靛」色,他還會分不出彩虹中的藍、靛、紫三條色帶嗎?

第二個影響顏色的因素純粹是大自然本身。每一個顏色的強弱程度會因陽光多寡、雨勢和天空的清澈程度有關。其中最重要的就是雨滴的大小。不同的雨滴直徑會給予彩虹不同的顏色,以及不同的複弧外觀。(在下一個觀天習題會說明為何彩虹的顏色與雨滴大小相關,以及彩虹的各種顏色為何不純)。下表列出不同直徑的雨滴時,預期會出現的顏色和複弧。看看你的觀測結果是否和表格相符。最容易觀察彩虹的時機是降雨離你很近,正在(或才在)稀稀落落的下著,看得出來雨滴蠻大的。

不同的雨滴大小造成的彩虹特徵
雨滴直徑(mm) 特徵描述
1.0~2.0 彩虹有非常明亮的紫色、鮮艷的綠色和純正的紅色,少有藍色。出現多條粉紅色和綠色的複弧(最多可達五條),再併入彩虹之中;如果雨滴直徑超過1mm甚多,則會逐漸重疊並難以區別。
0.5 彩虹的紅色較弱。比較少的複弧,但仍為粉紅色和綠色。
0.2~0.3 不再出現紅色,但彩虹其餘部份變寬和更完整。複弧變淡並發黃。
<0.2 彩虹和第一道複弧之間有點距離。
0.08~0.1 彩虹變寬和變淡,只有紫色仍很鮮艷。第一道複弧泛白,並和彩虹明顯分開。
0.06 彩虹中有一條明顯的白色。

最後要注意的是彩虹底部的紫色,它常常像是加了框線,在更低的天空可以看到多條複弧,不要將它們與彩虹的顏色混淆了。(複弧參考下一個觀天習題)。

問題

一、在彩虹發生的歷程中的某一時點,你分辨出彩虹有幾種不同的顏色?那個顏色最寬?那個顏色最強?那個顏色沒有出現?

二、與你的同伴比較問題一的答案。如果你們的答案不一樣,你能判斷是因為視覺敏感度不同或是字彙使用不同而造成的嗎?

三、如果你判斷出造成某一特定型態彩虹的雨滴大小,你是否能由雨滴大小來預測彩虹型式呢?若不能,為何不能?

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