長虹飲澗 長虹飲澗 cháng hóng yǐn jiàn 【原文】 世傳虹能入溪澗飲水，信然，熙寧①中，予使契丹，至其極北黑水境永安山下卓帳②。是時新雨霽③，見虹下帳前澗中。予與同職扣④澗觀之，虹兩頭皆垂澗中。使人過澗，隔虹對立，相去數丈，中間如隔綃觳⑤。自西望東則見⑥；立澗之東西望，則為日所鑠⑦，都無所睹。久之稍稍正東。逾山而去。次日行一程，又復見之。 (選自宋·沈括《夢溪筆談》) 【註釋】1然: ①熙寧：宋神宗年號。②卓帳：建起帳篷。卓，直立。③霽：雨後初晴。④扣：同“叩”，靠近。⑤綃轂：絲綢和紗的代稱。⑥見：同“現”，出現。⑦鑠：同“爍”，閃爍。 【翻譯】 相傳虹能到溪流或山澗裡喝水，確實是這樣。熙寧（宋神宗年號）年間，我出使契丹，到了極北方黑水境內的永安山下建起帳篷。那時剛好雨後初晴，看見彩虹出現在帳篷前的山澗中，我和同事靠近山澗觀賞它，看到一條虹的兩端都垂到澗中。叫人越過山澗，隔著虹相對站立，距離大概有幾丈，中間如隔著一層薄紗。當站在澗的西邊往東看就能看見，當站在澗的東邊往西看，在Sunny的閃爍下卻什麼都看不見。過了很久虹稍微偏向正東方，越過山峰離去了。第二天走了一段路，又看到了虹。 【通假字】 “鑠”通 爍 ，意思是 閃爍 。 “見”通 現 ，意思是 出現 。 “扣”通 叩 ，意思是 靠近 。 【有關詩句】 唐朝張騖《朝野僉載》：“趙州橋望之如初月出雲,長虹飲澗”。 【長虹飲澗的原因】 因為下完雨後空氣中充滿了水氣，當陽關一照，空氣中的水發生折射，便出現了彩虹。 彩虹是因為Sunny射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。Sunny射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，Sunny進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，最後離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由於光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。 其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工製造彩虹。 空氣裡水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮豔程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮豔，也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有揹著太陽才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯絡，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。 彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。 彩虹其實並非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高於42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因。 彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上，會看見彩虹是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。 晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。 雙彩虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是Sunny在水滴中經兩次反射而成。當Sunny經過水滴時，它會被折射、反射後再折射出來。在水滴內經過一次反射的光線，便形成我們常見的彩虹（主虹）。若光線在水滴內進行了兩次反射，便會產生第二道彩虹（霓）。霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由於每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對Sunny的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太Sunny散射成彩色之後，關於彩虹的形成的光學原理全部被發現。
長虹飲澗 長虹飲澗 cháng hóng yǐn jiàn 【原文】 世傳虹能入溪澗飲水，信然，熙寧①中，予使契丹，至其極北黑水境永安山下卓帳②。是時新雨霽③，見虹下帳前澗中。予與同職扣④澗觀之，虹兩頭皆垂澗中。使人過澗，隔虹對立，相去數丈，中間如隔綃觳⑤。自西望東則見⑥；立澗之東西望，則為日所鑠⑦，都無所睹。久之稍稍正東。逾山而去。次日行一程，又復見之。 (選自宋·沈括《夢溪筆談》) 【註釋】1然: ①熙寧：宋神宗年號。②卓帳：建起帳篷。卓，直立。③霽：雨後初晴。④扣：同“叩”，靠近。⑤綃轂：絲綢和紗的代稱。⑥見：同“現”，出現。⑦鑠：同“爍”，閃爍。 【翻譯】 相傳虹能到溪流或山澗裡喝水，確實是這樣。熙寧（宋神宗年號）年間，我出使契丹，到了極北方黑水境內的永安山下建起帳篷。那時剛好雨後初晴，看見彩虹出現在帳篷前的山澗中，我和同事靠近山澗觀賞它，看到一條虹的兩端都垂到澗中。叫人越過山澗，隔著虹相對站立，距離大概有幾丈，中間如隔著一層薄紗。當站在澗的西邊往東看就能看見，當站在澗的東邊往西看，在Sunny的閃爍下卻什麼都看不見。過了很久虹稍微偏向正東方，越過山峰離去了。第二天走了一段路，又看到了虹。 【通假字】 “鑠”通 爍 ，意思是 閃爍 。 “見”通 現 ，意思是 出現 。 “扣”通 叩 ，意思是 靠近 。 【有關詩句】 唐朝張騖《朝野僉載》：“趙州橋望之如初月出雲,長虹飲澗”。 【長虹飲澗的原因】 因為下完雨後空氣中充滿了水氣，當陽關一照，空氣中的水發生折射，便出現了彩虹。 彩虹是因為Sunny射到空中接近圓型的小水滴，造成色散及反射而成。Sunny射入水滴時會同時以不同角度入射，在水滴內亦以不同的角度反射。當中以40至42度的反射最為強烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時，Sunny進入水滴，先折射一次，然後在水滴的背面反射，最後離開水滴時再折射一次。因為水對光有色散的作用，不同波長的光的折射率有所不同，藍光的折射角度比紅光大。由於光在水滴內被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過來，紅光在最上方，其他顏色在下。 其實只要空氣中有水滴，而Sunny正在觀察者的背後以低角度照射，便可能產生可以觀察到的彩虹現象。彩虹最常在下午，雨後剛轉天晴時出現。這時空氣內塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因為仍有雨雲而較暗。而觀察者頭上或背後已沒有云的遮擋而可見Sunny，這樣彩虹便會較容易被看到。另一個經常可見到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天氣下背對Sunny在空中灑水或噴灑水霧，亦可以人工製造彩虹。 空氣裡水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮豔程度和寬窄。空氣中的水滴大，虹就鮮豔，也比較窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比較寬。我們面對著太陽是看不到彩虹的，只有揹著太陽才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出現在西方，黃昏的彩虹總在東方出現。可我們看不見，只有乘飛機從高空向下看，才能見到。虹的出現與當時天氣變化相聯絡，一般我們從虹出現在天空中的位置可以推測當時將出現晴天或雨天。東方出現虹時，本地是不大容易下雨的，而西方出現虹時，本地下雨的可能性卻很大。 彩虹的明顯程度，取決於空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。 彩虹其實並非出現在半空中的特定位置。它是觀察者看見的一種光學現象，彩虹看起來的所在位置，會隨著觀察者而改變。當觀察者看到彩虹時，它的位置必定是在太陽的相反方向。彩虹的拱以內的中央，其實是被水滴反射，放大了的太陽影像。所以彩虹以內的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，剛好是觀察者頭部影子的方向，虹的本身則在觀察者頭部的影子與眼睛一線以上40°至42°的位置。因此當太陽在空中高於42度時，彩虹的位置將在地平線以下而不可見。這亦是為甚麼彩虹很少在中午出現的原因。 彩虹由一端至另一端，橫跨84°。以一般的35mm照相機，需要焦距為19mm以下的廣角鏡頭才可以用單格把整條彩虹拍下。倘若在飛機上，會看見彩虹是原整的圓形而不是拱形，而圓形彩虹的正中心則是飛機行進的方向。 晚虹是一種罕見的現象，在月光強烈的晚上可能出現。由於人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辦顏色，故此晚虹看起來好像是全白色。 雙彩虹很多時候會見到兩條彩虹同時出現，在平常的彩虹外邊出現同心，但較暗的副虹(又稱霓)。副虹是Sunny在水滴中經兩次反射而成。當Sunny經過水滴時，它會被折射、反射後再折射出來。在水滴內經過一次反射的光線，便形成我們常見的彩虹（主虹）。若光線在水滴內進行了兩次反射，便會產生第二道彩虹（霓）。霓的顏色排列次序跟主虹是相反的。由於每次反射均會損失一些光能量，因此霓的光亮度亦較弱。兩次反射最強烈的反射角出現在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因為有兩次的反射，副虹的顏色次序跟主虹反轉，外側為藍色，內側為紅色。副虹其實一定跟隨主虹存在，只是因為它的光線強度較低，所以有時不被肉眼察覺而已。蘇格蘭上空的雙重彩虹1307年時歐洲已有人提出彩虹是由水滴對Sunny的折射及反射而造成。笛卡爾在1637年發現水滴的大小不會影響光線的折射。他以玻璃球注入水來進行實驗，得出水對光的折射指數，用數學證明彩虹的主虹是水點內的反射造成，而副虹則是兩次反射造成。他準確計算出彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。後來牛頓以玻璃菱鏡展示把太Sunny散射成彩色之後，關於彩虹的形成的光學原理全部被發現。