“白虹贯日”的物理原理

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  成语是我国传统语言文化智慧的结晶,以言简意赅的形式表达出极其深刻的内涵。有很多成语蕴涵着丰富的科学知识。例如,常见的成语“白虹贯日”虽然描述着人们生活中的日常天气现象,但却有着饶有趣味的科学意义。“白日贯虹”直译为:白色的长虹穿日而过。语出《战国策·魏策四》:“聂政之刺韩傀也,白虹贯日。”汉·司马迁《史記·鲁仲连邹阳列传》:“昔者荆轲慕燕丹之义,白虹贯日,太子畏之。”元·王实甫《丽春堂》第二折:“且休说白虹贯日,青龙藏地。”传说,白虹贯日,历来就是大凶之兆。“白虹”者,刀兵也,“日”者,君王也;白虹贯日,意即是君主受刀兵困厄之象,历史上屡次有君王被刺而出现白虹贯日的记载。因此,这成语便成了古代的一句忌语。其实从科学角度来讲,天上白色长虹穿日而过绝非出现什么不平常不平凡的人与事,而是一种大气光学现象,其中包含着丰富的科学知识。这是古代迷信的一种说法。
  成语中的“虹”实际上不是我们常见的雨过天晴后的“彩虹”而是一种天象——“晕”(读“运”,英文名为halo)。它是悬浮在大气中的冰晶(卷云、冰雾等)对日光或月光的折射和反射作用而形成的一种光学现象。“虹”与“晕”是两个不同的概念,根据物理学中的光学原理,虹和太阳必然出现在不同的方向,更不用说虹会穿过太阳。虹的产生是由于不同频率的光经过折射后形成的。特别在雷雨天过后,云开日出,阳光明媚,于是明亮的阳光经过上空的水分子两次折射后,各种频率的光分别集中于一条带上,由于太阳光本身是一种由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种频率色光混合而成的白色光,由于这七种频率的光对水的折射率不同,经过上空的水蒸气折射后,于是各色光就分开了,且按一定顺序排列形成美丽的七色彩虹,因而就有了“谁持彩练当空舞”的美妙诗句。古代科学尚落后,认为虹的产生是很神秘的现象。有人认为是天龙现身,在空中饮水,有人认为是天子德高,上天施恩,大吉大利等等,其实都是没有科学根据的。而“晕”的产生虽然也是由于太阳光线经过一系列的反射和折射所形成的,但它与虹所出现的位置不同,它与太阳出现在同一侧,所以就可以“贯穿”太阳。还有晕的形状很多如呈环状、弧状、柱状或亮点状等。晕还分内晕与外晕两种,常见的是内晕,它的色彩鲜明,但颜色顺序与虹刚好相反,“虹”是内紫外红,而“晕”是内红外紫。外晕的颜色顺序虽与内晕相同,但色彩不鲜明,亮度较弱,往往只能看到白色光环。综上所述,“白虹贯日”现象的出现绝非是一种迷信所说的凶兆将临,如果说是一种坏天气到来的征兆,才是科学的说法。
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