第三道彩虹叫什麼？关于副虹（第三道彩虹）的科学解释与观测指南
第三道彩虹叫什麼？
**第三道彩虹通常被称为“副虹”，也称为“二次虹”。** 在非常罕见的情况下，人们可能会观测到比主虹和副虹更黯淡、更外侧的虹，这些被称为“第三道彩虹”，但它们实际上是由于光线在水滴内发生了三次反射形成的，这比形成副虹（两次反射）更为复杂，并且非常难以观测到。因此，当我们谈论“第三道彩虹”时，通常是指副虹（二次虹），或者是在极少数情况下，由于三次反射而形成的更微弱的虹。
在本篇文章中，我们将深入探讨“副虹”（即我们通常理解的“第三道彩虹”），解释它形成的原理，以及如何观测到它。
揭秘副虹：为何会有“第三道彩虹”？
彩虹是大气光学现象，由阳光照射到空气中的水滴，光线被折射及反射所形成。我们最常见、最明亮的彩虹是“主虹”，它是由阳光在水滴内部发生一次折射和一次反射形成的。而我们所说的“第三道彩虹”，在科学上更准确的描述是“副虹”或“二次虹”。
副虹形成的原理
与主虹不同，副虹是阳光在水滴内部发生了两次反射而形成的。当阳光进入水滴时，会发生一次折射，然后在水滴的内壁发生一次反射。如果光线再次遇到水滴的内壁并发生第二次反射，然后才折射出水滴，那么就可能形成副虹。
这个过程比形成主虹要复杂，也导致了副虹的几个显著特点：
- 颜色顺序相反： 主虹的颜色顺序是从外到内依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。而副虹的颜色顺序则与之相反，从外到内依次是紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红。
- 亮度较弱： 由于光线在水滴内经过了两次反射，每次反射都会损失一部分光能，因此副虹的光线强度远小于主虹，看起来更加黯淡。
- 位置在外侧： 副虹出现在主虹的外侧，与主虹平行。主虹的出现角度大约在40-42度，而副虹的出现角度大约在50-53度。
因此，虽然我们偶尔会听到“第三道彩虹”的说法，但从科学上讲，这是对副虹（二次虹）的一种非正式称呼。在极少数、极端的情况下，光线在水滴中发生三次反射，理论上可以形成更外侧、更微弱的“第三道彩虹”，但其观测难度极大，几乎不被大众所认知。
如何观测到副虹（“第三道彩虹”）？
观测副虹需要一些特定的条件，并且需要耐心和细致的观察。以下是观测副虹的指南：
必备的观测条件
- 充足的阳光： 这是形成任何彩虹的基础。在晴朗的天气里，太阳需要从你的背后照过来。
- 空气中有足够的水滴： 这通常意味着在下雨、喷泉、瀑布或空气湿度非常高的地方。
- 合适的角度： 太阳、你的眼睛和水滴必须形成一个特定的角度。主虹的出现角度大约在42度，而副虹的出现角度大约在51度。这意味着，当太阳在地平线附近时，你观测彩虹的角度会更大。
- 背对着太阳： 观测者需要背对着太阳，才能看到彩虹。
观测技巧
- 寻找主虹： 首先，你需要能够看到清晰的主虹。如果主虹很明显，那么就有可能看到副虹。
- 观察主虹的外侧： 将目光移向主虹的外面（即远离太阳的方向）。耐心仔细地寻找一道比主虹更黯淡、颜色顺序相反的弧线。
- 注意光线强度： 副虹的光线非常微弱，尤其是在光线较弱的环境下，可能很难辨认。选择在太阳光线强烈但天空相对较暗的时候进行观测，会更容易。
- 角度和位置： 记住副虹在主虹的外侧，并且颜色顺序是颠倒的。
副虹可能出现的情境
- 大雨过后，太阳升起： 当一场大雨刚刚过去，但天空中还有许多小水滴悬浮，同时太阳也开始探出头来时，是观测副虹的绝佳时机。
- 瀑布或喷泉旁： 在瀑布或喷泉产生的细小水雾中，尤其是在阳光充足的时候，也常常能看到清晰的副虹。
- 特殊的天气现象： 有时，在某些特定的云层和阳光相互作用下，也可能出现副虹。
关于“第三道彩虹”的进一步探讨
虽然“第三道彩虹”这个说法通常指的是副虹，但科学上对于光线在水滴中发生三次反射形成的“第三道彩虹”是有理论研究的。这种现象被称为“三次反射虹”或“Tertiary Rainbow”。
三层反射虹
当太阳光进入水滴后，在水滴内部发生三次反射，然后折射出来，理论上会形成一道比主虹和副虹都更外侧、颜色顺序再次颠倒的彩虹。然而，这种彩虹的亮度非常非常弱，并且出现的角度非常偏离，几乎难以被肉眼观测到。
根据理论计算，三次反射虹的出现角度大约在70度左右，并且颜色顺序会比主虹更加混乱，因为三次反射使得颜色混合得更加严重。其亮度通常只有主虹的百分之一甚至更少。
因此，尽管“第三道彩虹”在理论上存在，但在实际观测中，我们所能清晰辨认并常被称为“第三道彩虹”的，几乎都是指“副虹”（二次虹）。
为何我们更容易看到主虹和副虹？
这主要与反射次数和能量损失有关。
- 一次反射（主虹）： 这是能量损失最少的情况，因此主虹最亮。
- 两次反射（副虹）： 能量损失比一次反射多，因此副虹比主虹黯淡，但仍然在人眼可辨认的范围内。
- 三次反射（理论上的“第三道彩虹”）： 能量损失巨大，亮度极弱，加上出现角度的限制，使得它几乎无法被观测到。
总而言之，当我们谈论“第三道彩虹”时，我们通常是在谈论“副虹”（二次虹）。它是一道同样迷人但相对黯淡的彩虹，拥有与主虹相反的颜色顺序，并且出现在主虹的外侧。通过了解其形成原理和掌握正确的观测方法，你也有机会亲眼见到这道罕见的“第三道彩虹”。
下次当你在雨后看到美丽的彩虹时，不妨多花一点时间，仔细观察主虹的外侧，也许你就能发现那道更加神秘、色彩斑斓的副虹。
