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。
2分钟后：
几秒钟后
又是几秒钟后，镜头稍微向前偏了（以机翼为参考），像彩虹吗？红在最左，蓝紫色在右。亮度上有一些明暗差别。
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
几秒钟后，类似。观测3件事情：(1)“彩虹还在”，但是红在前面 （2）不是一套，而是至少两套“彩虹”。这是很清楚的干涉图样。（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
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。
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哈哈哈哈 O(∩_∩)O哈哈~ 好久不来了，不小心看了一眼自己主页，发现自动关联了自己以往发过的帖，点进这个看了一眼，笑个半死。。。敢情我当初还发过这么搞笑的东西啊，我自己完全不记得了 
雷达卡
发表于 2014-1-27 08:11:12
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