彩虹---阳光的折射
介绍一种熟悉的自然现象急求答案,帮忙回答下
彩虹---阳光的折射
写朝霞好写一点
可以写海市蜃楼是由于早晨或中午大气中地面部分与高空部分温度差大导致气体密度不同 使得折射率发生变化因此使入射光线发生折射造成海市蜃楼
峨眉宝光,又称佛光,看上去是一个七彩光环。而人影在光环正中。而且人影随着人而动,变幻之奇,出人意外。 佛经中说,它是释迦牟尼眉宇间放射出来的光芒。在峨眉山上出现这种自然奇观,又和佛教传入山中的历史密切相关。自公元63年发现以来,不仅具有1900多年的悠久历史,并以世界奇观名驰中外。 实际上,佛光是光的自然现象,是阳光照在云雾表面所起的衍射和漫反射作用形成的。夏天和初冬的午后,摄身岩下云层中骤然幻化出一个红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的七色光环,中央虚明如镜。观者背向偏西的阳光,有时会发现光环中出现自己的身影,举手投足,影皆随形,奇者,即使成千上百人同时同址观看,观者也只能只见已影,不见旁人。谭钟岳诗云:“非云非雾起层空,异彩奇辉迥不同。试向石台高处望,人人都在佛光中。” 佛光是一种非常特殊的自然物理现象,其本质是太阳自观赏者的身后,将人影投射到观赏者面前的云彩之上,云彩中的细小冰晶与水滴形成独特的圆圈形彩虹,人影正在其中。佛光的出现无原则要阳光、地形和云海等众多自然因素的结合,只有在极少数具备了以上条件的地方才可欣赏到。峨嵋山舍身岩就是一个得天独厚的观赏场所。19世纪初,科学界便把这种难得的自然现象命名为“峨嵋宝光”。在金顶的摄身岩前,这种自然现象并非十分难得,据统计,平均每五天左右就有可能出现一次便于观赏佛光的天气条件,其时间一般在午后3:00-4:00之间。 “佛光”是一种十分普遍的自然现象,并不神秘,只要具备产生佛光的气象和地形条件,都可能产生。“佛光”在我国的峨眉山金顶最为多见,因为峨眉山的气象条件最容易产生佛光,所以气象学上索性将佛光现象称之为“峨眉光”;泰山岱顶碧霞祠一带,也经常出现佛光,当地人称为“碧霞宝光”。 “佛光”发生在白天,产生的条件是太阳光、云雾和特殊的地形。早晨太阳从东方升起,佛光在西边出现,上午“佛光”均在西方;下午,太阳移到西边,佛光则出现在东边;中午,太阳垂直照射,则没有佛光。只有当太阳、人体与云雾处在一条倾斜的直线上时,才能产生佛光。它是太阳光与云雾中的水滴经过衍射作用而产生的。如果观看处是一个孤立的制高点,那么在相同的条件下,佛光出现的次数要多些。 “佛光”由外到里,按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的次序排列,直径约2米左右。有时阳光强烈,云雾浓且弥漫较宽时,则会在小佛光外面形成一个同心大半圆佛光,直径达20-80米,虽然色彩不明显,但光环却分外显现。” “佛光”中的人影,是太阳光照射人体在云层上的投影。观看“佛光”的人举手、挥手,人影也会举手、挥手,此即“云成五彩奇光,人人影在中藏”,神奇而瑰丽。 “佛光”出现时间的长短,取决于阳光是否被云雾遮盖和云雾是否稳定,如果出现浮云蔽日或云雾流走,“佛光”即会消失。一般“佛光”出现的时间为半小时至一小时。而云雾的流动,促使佛光改变位置;阳光的强弱,使“佛光”时有时无。“佛光”彩环的大小则同水滴雾珠的大小有关:水滴越小,环越大;反之,环越小。 随着科学的发展,人们对佛光现象的加深了解,登峨眉山、泰山、黄山等观看佛光,已不是象征神灵的福佑,而是同登山观日出一样,是一种大自然的赐予,从中得到自然美的享受 佛家认为,只有与佛有缘的人,才能看到佛光,因为佛光是从佛的眉宇间放射出的救世之光,吉祥之光。传说1600多年前,敦煌莫高窟建窟前曾闪现“金光”和“千佛”的奇异景象。那么,“金光”和“佛光”的出现,是“佛祖显灵”呢,还是一种自然现象?近日,中科院大气物理研究所正在攻读博士学位的学者赖比星撰文指出,“佛光”其实并不神秘,它只是一种特殊气候和地理环境下形成的一种光学现象。 公元366年的一天傍晚,在中国西北部的甘肃省敦煌市附近的一座沙山上,“佛光”的一次偶尔呈现被一个叫乐僔的和尚无意中看到了。看到“佛光”的乐僔当即跪下,并朗声发愿要把他见到“佛光”的地方变成一个令人崇敬的圣洁宝地。 受这一理念的感召,经过工匠们千余年断断续续的构筑,终于成就了我们今天看到的这座举世闻名的文化艺术瑰宝———敦煌莫高窟! 今天,在敦煌莫高窟第332窟李克让《重修莫高窟佛龛碑》的碑文上记载了这一段莫高窟创建的原始动机。那么,乐僔和尚看见的“宝光”到底是什么呢? 文献有将“金光”解释为霞或因幻觉所见的“光象”,也有将它解释为“佛光”的,如余秋雨在其《文化苦旅》中用白话文对李克让《重修莫高窟佛龛碑》前半段,特别是对“乐僔……忽见金光,状有千佛”作了较为详细而生动的阐释。 关于金光的成因,国内外学者提出过多种学说,有“复杂散射”学说,也有“先反射,后衍射”学说,还有“先衍射,后反射”学说,不一而足。由于存在一些缺陷,至今尚无定论。最近,赖比星的论文提出的“衍射-反射”成像原理,成功地解释了宝光的形成过程,这一研究成果得到了学术界相关专家的高度评价。 “佛光”形成原理其实并不复杂,当观察者处于太阳和云雾之间时,就很有可能看到“佛光”环在云雾上显现。
雪的作用在最后几个自然段里 水是地球上各种生灵存在的根本,水的变化和运动造就了我们今天的世界。在地球上,水是不断循环运动的,海洋和地面上的水受热蒸发到天空中,这些水汽又随着风运动到别的地方,当它们遇到冷空气,形成降水又重新回到地球表面。这种降水分为两种:一种是液态降水,这就是下雨;另一种是固态降水,这就是下雪或下冰雹等。 大气里以固态形式落到地球表面上的降水,叫做大气固态降水。雪是大气固态降水中的一种最广泛、最普遍、最主要的形式。大气固态降水是多种多样的,除了美丽的雪花以外,还包括能造成很大危害的冰雹,还有我们不经常见到的雪霰和冰粒。 由于天空中气象条件和生长环境的差异,造成了形形色色的大气固态降水。这些大气固态降水的叫法因地而异,因人而异,名目繁多,极不统一。为了方便起见,国际水文协会所属的国际雪冰委员会,在征求各国专家意见的基础上,于1949年召开了一个专门性的国际会议,会上通过了关于大气固态降水简明分类的提案。这个简明分类,把大气固态降水分为十种:雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒和雹。前面的七种统称为雪。为什么后面三种不能叫做雪呢?原来由气态的水汽变成固态的水有两个过程,一个是水汽先变成水,然后水再凝结成冰晶;还有一种是水汽不经过水,直接变成冰晶,这种过程叫做水的凝华。所以说雪是天空中的水汽经凝华而来的固态降水。(右图为十种大气固态降水示意图,从上向下分别为:雪片、星形雪花、柱状雪晶、针状雪晶、多枝状雪晶、轴状雪晶、不规则雪晶、霰、冰粒、雹)。 雪的近亲家族 霰 夏天,在高山地区,天空里经常有许多过冷水滴围绕着结晶核冻结,形成了一种白色的没有光泽的圆团形颗粒,气象学上把这种东西叫做霰,许多地方口语称它为米雪或雪霰。霰的直径一般在0.3到2.5毫米之间,性质松脆,很容易压碎。霰不属于雪的范畴,但它也是一种大气固态降水。 冰粒和冰雹 夏天,在北方平原地区,常常会遇到另外两种大气固态降水,这就是冰粒和雹。冰粒和雹是比较大的能够流淌的水滴围绕着凝结核一层又一层地冻结而形成的半透明的冰珠。气象学上把粒径不超过5毫米的叫做冰粒,把粒径超过5毫米的叫做冰雹。冰雹给农业生产带来很大危害。据记载,世界上最大的冰雹,比拳头还大,直径超过十厘米,重量超过一公斤。 霜、雨淞和雾淞 除了大气固态降水之外,地面上还经常出现另一种所渭“地表生长型”的固态降水,这就是霜、雨淞和雾淞。 这些固态降水,虽不属于大气固态降水,仅仅是水汽在地表凝华结晶和冻结而形成的。但这些固态降水,对人类的生产活动也影响较大。霜冻是大家比较熟悉的,它经常让农业减产。为了避免霜害,人们付出了艰巨的劳动。雨淞和雾淞对人类也并不是很友好的,它们一般在高山地带出现。在过冷天气里,微小的雨滴或雾滴碰到剧烈冷却的物体表面时,便在上面形成雨淞和雾淞。 这类固态降水的强度和规模,有时是非常惊人的,往往在一二天之内,物体迎风面上能聚结上一层一米多厚的冰壳,景色十分神异,好象童话里的意境。 雪花是怎样形成的 在天空中运动的水汽怎样才能形成降雪呢?是不是温度低于零度就可以了?不是的,水汽想要结晶,形成降雪必须具备两个条件: 一个条件是水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度,叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时,空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低,所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说,水滴必须在相对湿度(相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值)不小于100%时才能增长;而冰晶呢,往往相对湿度不足100%时也能增长。例如,空气温度为-20℃时,相对湿度只有80%,冰晶就能增长了。气温越低,冰晶增长所需要的湿度越小。因此,在高空低温环境里,冰晶比水滴更容易产生。 另一个条件是空气里必须有凝结核。有人做过试验,如果没有凝结核,空气里的水汽,过饱和到相对湿度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的。所以没有凝结核的话,我们地球上就很难能见到雨雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其它一些化学物质的微粒。所以我们有时才会见到天空中有云,却不见降雪,在这种情况下人们往往采用人工降雪。 不在天空里凝结的雪花 雪都是从天空中降落下来的,怎么会有不是在天空里凝结的雪花呢1773年冬天,俄国彼得堡的一家报纸,报导了一件十分有趣的新闻。这则新闻说,在一个舞会上,由于人多,又有成千上百支蜡烛的燃烧,使得舞厅里又热又闷,那些身体欠佳的夫人、小姐们几乎要在欢乐之神面前昏倒了。这时,有一个年轻男子跳上窗台,一拳打破了玻璃。于是,舞厅里意想不到地出现了奇迹,一朵朵美丽的雪花随着窗外寒冷的气流在大厅里翩翩起舞,飘落在闷热得发昏的人们的头发上和手上。有人好奇地冲出舞厅,想看看外面是不是下雪了。令人惊奇的是天空星光灿烂,新月银光如水。 那么,大厅里的雪花是从哪儿飞来的呢?这真是一个使人百思不解的问题。莫非有人在耍什么魔术?可是再高明的魔术师,也不可能在大厅里耍出雪花来。 后来,科学家才解开了这个迷。原来,舞厅里由于许多人的呼吸饱含了大量水汽,蜡烛的燃烧,又散布了很多凝结核。当窗外的冷空气破窗而入的时候,迫使大厅里的饱和水汽立即凝华结晶,变成雪花了。因此,只要具备下雪的条件,屋子里也会下雪的。 雪花的基本形状 下雪时的景致美不胜收,但科学家和工艺美术师赞叹的还是小巧玲珑的雪花图案。远在一百多年前,冰川学家们已经开始详细描述雪花的形态了。 西方冰川学的鼻祖丁铎耳在他的古典冰川学著作里,这样描述他在罗扎峰上看到的雪花:“这些雪花……全是由小冰花组成的,每一朵小冰花都有六片花瓣,有些花瓣象山苏花一样放出美丽的小侧舌,有些是圆形的,有些又是箭形的,或是锯齿形的,有些是完整的,有些又呈格状,但都没有超出六瓣型的范围。” 在我国,早在公元前一百多年的西汉文帝时代,有位名叫韩婴的诗人,他写了一本《韩诗外传》,在书中明确指出,“凡草木花多五出,雪花独六出。” 雪花的基本形状是六角形,但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花,就象地球上找不出两个完全相同的人一样。许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花,这些研究最后表明,形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花,在自然界中是无法形成的。 在已经被人们观测过的这些雪花中,再规则匀称的雪花,也有畸形的地方。为什么雪花会有畸形呢 因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的,只要稍有差异,水汽含量多的一面总是要增长得快一些。 世界上有不少雪花图案搜集者,他们象集邮爱好者一样收集了各种各样的雪花照片。有个名叫宾特莱的美国人,花了毕生精力拍摄了近六千张照片。苏联的摄影爱好者西格尚,也是一位雪花照片的摄影家,他的令人销魂的作品经常被工艺美术师用来作为结构图案的模型。日本人中谷宇吉郎和他的同事们,在日本北海道大学实验室的冷房间里,在日本北方雪原上的帐篷里,含辛茹苦二十年,拍摄和研究了成千上万朵的雪花。 但是,尽管雪花的形状千姿百态,却万变不离其宗,所以科学家们才有可能把它们归纳为前面讲过的七种形状。在这七种形状中,六角形雪片和六棱柱状雪晶是雪花的最基本形态,其它五种不过是这两种基本形态的发展、变态或组合。 雪的保温作用 积雪,好象一条奇妙的地毯,铺盖在大地上,使地面温度不致因冬季的严寒而降得太低。积雪的这种保温作用,是和它本身的特性分不开的。 我们都知道,冬天穿棉袄很暖和,穿棉袄为什么暖和呢?这是因为棉花的孔隙度很高,棉花孔隙里充填着许多空气,空气的导热性能很差,这层空气阻止了人体的热量向外扩散。覆盖在地球胸膛上的积雪很象棉花,雪花之间的孔隙度很高,就是钻进积雪孔隙里的这层空气,保护了地面温度不会降得很低。当然,积雪的保温功能是随着它的密度而随时在变化着的。这很象穿着新棉袄特别暖和,旧棉袄就不太暖和的情况一样。新雪的密度低,贮藏在里面的空气就多,保温作用就显得特别强。老雪呢,象旧棉袄似的,密度高,贮藏在里面的空气少,保温作用就弱了。 为什么物体里贮藏的空气越多,保温效果越强呢? 这是因为空气是不良导体的缘故。我们知道,任何一个物体,它本身都能通过热量,这种能够通过热量的性能,称做物体的导热性。在自然界常见的几种物质中,空气的导热性最差。所以物体里容纳的空气越多,它的导热性就越差。由于积雪里所能容纳的空气量变化幅度较大,因此,积雪的导热系数变化幅度也较大。一般刚下的新雪孔隙大,保温效应最好,到春天融雪后期,积雪为水所浸渍,这时它的导热系数就更接近于水了,积雪的保温作用便趋于消失。 雪蚀作用 冰缘气候条件下积雪场频繁的消融和冻胀所产生的一种侵蚀作用。产生雪蚀作用的地区分布在没有冰盖的极地和亚极地以及雪线以下、树线以上的高山带。那里年均气温为0℃左右,属于永久冻土带。雪场边缘的交替冻融,一方面通过冰劈作用使地表物质破碎;一方面雪融水将粉碎的细粒物质带走,故雪蚀作用包括剥蚀和搬运两种作用。随着雪场底部加深,周边扩大,山坡上逐渐形成周边坡度小的宽浅盆状凹地,即雪融凹地。其形态、成因和空间分布均不同于冰斗,但两者又有联系。当气候进一步变冷、雪线下降时,雪蚀凹地可发育成冰斗;反之,气候转暖、冰川消退时,冰斗可退化为雪融凹地。不同自然地理条件下的雪蚀作用方式和速度各不相同。在纬度较低、降水量大、年冻融日数多的地方,雪蚀作用速率较快,雪蚀凹地深、面积大。如中国东北小兴安岭地区,雪蚀凹地十分普遍。反之,在纬度高、降水量少、夏温低的地方,雪蚀作用就弱。地面坡度的影响是:坡陡>40°,雪场不易存在;平地上雪蚀作用极慢;30°左右的坡地上,雪蚀作用最为活跃。