【天上行地下秀】开始研究问题和主义了：“彩虹”是个啥问题？（图） - 珍珠湾ART

近来大家对“文化”问题兴趣很大。俺来大江调头吧，研究关于彩虹的问题和主义。

最近浙江卫视的《最强大脑》引发热议，俺认为好！加强大众对科学的兴趣，甚至争论转基因，是

好事，比讨论人家汪峰“上头条”这样的问题和主义，要有意义多了。

事情起因是TT转帖出来一张照片。

有人说是假的，PS出来的，以为不符合物理原理。飞机上拍摄到的彩虹? red boy® (294 字, 点击42次) 2014-1-15

俺猜测这个物理原理，单指类似于雨后彩虹那样由水滴的三棱镜分光产生的效果。这种彩虹，天空中肯定有，

有照片拍到的完整圆彩虹，当属这一类。

不过，还有另外一类“彩虹”，是偏振光干涉引起的。上面那个彩虹，应该和这样的物理原理有关系。

偏振光干涉出现的彩虹，通过飞机舷窗很容易拍到。我记得三文兄说起过。俺也有一组比较说明问题。

这是09年从西海岸回波士顿的时候拍的：最下面的色彩出现些许怪异。飞机是从西东飞。下午2点多，因此

太阳可能在飞机后面（西边）。记不清俺是坐在北边还是南北了，不过这个问题不大，反正拍的时候，

镜头轴的方向是和太阳光线方向基本上垂直的。

前面几张是朝向后面（西面）拍。现在镜头对着正前方，这“彩虹”就没了吗？不是“彩虹”没了，是角度问题！

镜头再向前（向东）偏，又出来了

清楚的干涉图样。（3）特别有意思的是，飞机翅膀没有完完全全遮挡住住“彩虹”，但是“彩虹”在这里亮度有明显降低，

说明窗外并不是真的有个彩虹，说明翅膀挡住了一部分形成“彩虹”的入射光线。

几分钟后，快要登陆了。看影子，西面的太阳飞机右侧，相机朝向东边（太阳的反方向），和前面的照片比，转了90°。“彩虹”

大大减弱，并且只在偏后的方向（和太阳的夹角不再是90°），淡淡地出现。

这个东东的解释，俺提供一家之言：它应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生。

下面这张图，是一个非常严肃的科学杂志上的获奖照片，它讲述的道理是一种双折射现象。有空可看看解说

http://www.newscientist.com/gallery/dn15093-eureka-prize-for-science-photography-2008/3

飞机中所看到的偏振彩虹，和平常所见由于水滴的类似棱镜折射使关系散开而产生的彩虹锥，是不一样的东西。

这里需要考虑飞机窗的光学性质。这不是普通的玻璃窗，网上有材料说，是一种类似“三夹板”构成的复合材料，

每层的光学特性不同，尤其在一定条件下对光线发生各向异性，线偏光入射后，分成偏振垂直、相位不同的两束光，

如果相机的镜头加了偏振片，就可能出现两束光干涉的情况，产生彩虹效果。

这里有个博客专门讲这个道理：http://bzhang.lamost.org/website/archives/polarized_rainbow/

具体到最前面的照片，所表现的一些光线特性，可以说明这个图的真实性。比如，正对太阳的地方就没有彩虹，

是因为在这个方向上，光线仍然是自然光，没有双折射。而偏离这个方向越多，偏振产生的彩虹越显著。

那个图非常符合这个原理。我前面那一串图，也是说明这个道理。

这种飞机彩虹更容易在相机中拍到，人眼在合适的角度与环境下也能看到。但是，你站在飞机之外，不通过

这个飞机窗，你看不到。要肉眼不借助任何材料而看到那个照片中的样子，应该是没有可能。

拍摄这些照片时，相机镜头为 18-200mm，镜头前使用了圆偏振过滤片。

影响前面所说的“彩虹”图样位置等的因素很多：

1，入射光。正对太阳方向的是自然光，而偏离这个方向的其它光，是由于天空粒子漫反射引起，

而其中瑞利散射引起的偏振光，一般说越偏离太阳方向，偏振度越大。所以大致说，越偏离太阳方向，

越有利形成我们最终看到的彩虹。前面的那些彩色光带的照片，都是基本与太阳方向垂直。

2，舷窗材料的光学特性，能产生双折射的能力，可能是个变动很大的因素。

3，镜头前偏振片的取向。旋转这个偏振片，干涉的图样会有变化的。

4，镜头的光学特点，对最终在相机上的成像肯定很重要。在短焦距（广角）的情况下，更容易接收到

远远偏离镜头轴向的入射光，也容易让拍到的图像在相机成像屏幕上出现畸变，在照片边缘出现怪异的

图案的可能性大大增加。

由于上述原因，如果要在天空中拍地面的景物，“彩虹”很容易破坏你的拍照，可能的缓解之道是取下偏振过滤片。

谢谢大清兄帮我解决难题

我就知道您懂得别人不知道的知识，敬佩您的各种经历，阅历...

俺特佩服班班，上了飞机还能折腾角度做学问，俺除了呼呼，啥也干不了

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拜晴MM所赐, 帅

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夏天过去了，

摘下帽子，

光头关公来也！

飞机转换角度，制造很多机会，还有着小窗户很奇特。

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拜晴MM所赐, 帅

五六十年的大规模使用，最早取得发明专利是通用公司，

现在学术界收集的使用数据发现其耐辐射性能还是有老化缺陷的隐患了

电子行业主要用于软板FPC

本贴由[salmonfish]最后编辑于：2014-1-27 21:53:9

幸好，大家都理解我的无知。