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折射
反射
导言
您知道吗，在美国，我们通常计算彩虹中有七种颜色，而在世界其他地方，人们只计算五种颜色？我们都看到相同的彩虹，但是数颜色可能会很棘手，因为它们都无缝地融合在一起。因此，下次您在天空中看到彩虹时，请尝试数数您看到了多少种不同的颜色！
如果您不想等待那么久，则可以在此活动中数数您自己创建的迷你彩虹中的颜色！通过它，我们可以探索产生这些美丽的“雨后拱门”的光的物理学原理。
背景
彩虹除了美丽之外，还是可见光色散及其波长光谱的绝佳示例。可见光以波的形式传播，很像声音和海浪。类似于我们根据波长听到不同的声音一样，我们将不同的光波长视为从红色到蓝色的颜色光谱，这就是我们如何从一碗不同颜色的糖果中挑选出黄色软糖的原因。可见光谱的颜色通常被称为 ROYGBIV，代表：红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫。这是可见光波长的顺序，从红色（最长）开始到紫色（最短）结束。这也是颜色在彩虹中出现的顺序！
当阳光穿过悬浮在大气中的水滴时，就会出现彩虹。每个水滴的行为都像一个小的棱镜，折射光线并将其反射回我们的眼睛。当阳光进入水滴时，它首先被折射（在进入水滴时弯曲），然后被水滴的内表面反射，使其以（非常近似的）90度角转弯，然后当它离开水滴并重新进入空气时再次被折射。那真是太多的弹跳了！
光折射是指光线进入不同介质时弯曲的方式。您可以通过在透明玻璃杯中装满水，然后通过玻璃杯观看来亲自观察光折射。玻璃杯另一侧的所有事物看起来都略有变形。这是由于光线在进入玻璃杯的远侧，穿过水，然后穿过玻璃杯的另一侧，然后才到达您的眼睛时发生弯曲造成的。
不同波长的光线弯曲的程度不同。较短的波长（例如蓝色和紫色）弯曲的程度略大于较长的波长（例如红色和橙色）。当白光（包含所有颜色的光）进入水滴然后再次离开时，每个不同波长的光都会以略微不同的角度折射。结果，白光被分解为其组成部分，我们可以看到所有颜色，形成美丽的彩虹！
材料
浅玻璃烤盘
水
白色纸张
红色纸张
蓝色纸张
阳光
室外桌子，椅子或帮助您握住烤盘的人
准备
将您的烤盘装满约一半的水。
将您的烤盘带到室外，并将其放在桌子上，使一端伸出桌子边缘。小心不要让烤盘倾倒！您可以使用另一个烤盘或您的帮手来固定烤盘的位置。
步骤
将您的白纸放在地面上，阳光会穿过您的烤盘照射到白纸上。您对纸上的水的外观有何看法？您看到任何颜色吗？
缓慢更改纸的角度，直到形成一个小彩虹。测试纸的角度，直到获得最大的彩虹为止。什么纸张位置最适合形成彩虹？什么位置最难以看到彩虹？彩虹中哪些颜色最清晰？哪些最难看到？
注意纸上出现的颜色顺序。彩虹的底部是什么颜色？顶部是什么颜色？
在握住白纸以便可以看到彩虹的同时，将您的蓝纸轻轻放在白纸的顶部。您对蓝纸上的彩虹有何看法？是更容易看到还是更难看到？
在白纸和蓝纸之间来回切换，并注意彩虹的变化。使用蓝纸，哪些颜色最容易看到？哪些更难看到？使用白纸，哪些颜色最容易看到？哪些更难看到？ 测试每张纸，并注意彩虹顶部或底部是否更容易看到颜色。
取下蓝纸，但保持白纸不动，以便您仍然可以看到彩虹。将红纸轻轻放在白纸的顶部。您对红纸上的彩虹有何看法？是更容易看到还是更难看到？
在白纸和红纸之间来回切换，并注意彩虹的变化。使用红纸，哪些颜色最容易看到？哪些颜色更难看到？使用白纸，哪些颜色最容易看到？哪些更难看到？ 测试每张纸，并注意彩虹顶部或底部是否更容易看到颜色。
额外： 使用彩色铅笔、蜡笔或记号笔来给您在白色、蓝色和红色纸张上看到的彩虹着色。使用剪贴板固定纸张，并填充您在每张纸上看到的彩虹的颜色。比较您绘制的颜色！
观察结果
在此活动中，您创建了自己的迷你彩虹。即使您的彩虹比您在天空中看到的彩虹小得多，但两个彩虹都是由相同的原理创建的：光的反射和折射。
我们知道折射是指光线穿过不同的介质或材料（例如玻璃、水或塑料）时如何弯曲。当阳光穿过玻璃烤盘中的水时，光线会弯曲。由于白光（例如阳光）由所有可见颜色组成，这意味着它们都会弯曲。由于这些不同的色光具有不同的波长，因此它们会以略微不同的角度弯曲。水有效地将白光分解为其不同的颜色成分。这种光到达您的纸张，您会看到反射的所有不同颜色。
您应该注意到您在彩虹中观察到的光线会根据您的彩色纸张的颜色而变化。请注意，您观察到的变化取决于您使用的蓝色和红色纸张的色调。如果您发现的结果与这些略有不同，那也没关系！尝试测试其他颜色的纸张，看看您会发现哪些其他结果。
使用白纸，您应该能够清楚地看到所有颜色。这是因为白纸会反射白光——而且我们知道，白光是由整个可见光谱组成的。因此，您可以在彩虹中观察到所有颜色。当您使用蓝纸时，您可能会观察到某些颜色看起来更清晰一些。如果您用蓝纸更容易看到彩虹，这可能是因为您在蓝纸上看到的反射水比在白纸上看到的少。水在白纸上的反射会使您更难以清楚地看到彩虹。蓝纸不像白纸那样反射所有光线，而是吸收某些颜色并反射其他颜色。通常，纸上的蓝色染料会吸收红光，从而允许反射一些绿光和所有蓝光。由于彩虹中的许多可见颜色都是由一些绿色和蓝色光组成的（包括一些含有绿色和蓝色光的黄色和粉红色色调），因此您在蓝纸上看到的彩虹颜色可能看起来与您在白纸上观察到的颜色相似。
但是，当您使用红纸时，您可能会观察到明显不同的彩虹。红纸上的红色染料会吸收蓝色和绿色光，并且仅反射红光。由于绿色和蓝色构成了可见彩虹的很大一部分，因此去除这些颜色会给我们留下一个非常乏味的彩虹版本。您可能看不到太多颜色，除了彩虹底部的一些橙色和红色。
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