“地球”系列从科学、艺术、文学等方面介绍自然现象，以一种全新的方式引领我们探寻自然的奥秘，了解我们居住的星球。这本书是地球系列中的一本，带领读者探寻彩虹的奥秘，揭开自然的神秘面纱，帮助读者了解一些常见的自然现象发生的来龙去脉。

第一章  彩虹及其形成原理 

第二章  科学研究史中的彩虹 

第三章  彩虹与神话 

第四章  文学和音乐中的彩虹 

第五章  绘画和电影艺术中的彩虹 

第六章  流行文化中的彩虹

本书是从科学、艺术、文学、神话等方面展开科普彩虹知识，娓娓道来。这本书极具启发教育意义，因为彩虹不仅是一个引人注目的自然现象，更被视为一种具有特殊意义的文化想象。丹尼尔·麦肯奈尔在这本书中向人们讲述了彩虹是什么、它们是如何形成的以及人们对彩虹是如何认识的等问题，描述了彩虹在神话故事、艺术作品中的样子以及人们赋予彩虹的象征意义。

第一章  彩虹及其形成原理  

彩虹不是物体。人们无法接近或触摸，也无法说彩虹实际的大小。每一道彩虹都是太阳光线弯曲的形象，如果没有地球表面的遮挡，彩虹会像太阳一样，是一个完整的圆。每一道彩虹其实都因观测者而异：多个观测者可以同时在大致相同的位置看到相似的彩虹，但是即使他们彼此站在一起，也没有两个人能真正看到完全一致的两道彩虹。这是因为每道彩虹圈的中心都位于一条假想的直线上，这条直线可以延伸到每个观察者的头后，从观察者的眼睛中穿出后，再到地面观察者头顶的阴影上。在常见的儿童书本和广告中，彩虹通常出现在太阳边，或在太阳前方，而根据上述原理，这一画面我们在现实中是完全无法看到的，除非在一个行星上，有多个太阳，才会出现这种情况。此外，彩虹是太阳光穿过空气中的水滴弯曲形成的，这些水滴通常朝着地面运动。因此，即使是静止不动的观察者也无法从一个瞬间到下一瞬间看到同一条彩虹，他看到的是一连串非常相似的彩虹，由一系列新落下的水滴穿过他站立的那部分天空而形成的。然而，虹的厚度或高度始终为2°，并且始终在上述观察者头部的假想线上方40°-42°，下面将解释原因。

由此可见，当太阳在天空处于最低位（即日出或日落经过地平线时），彩虹看起来最大。当太阳在地平线上时，处于海平面的人看到的彩虹只有半圈，如果要看到一道完整的圆形彩虹，那么观测者就需要站在一个很高的有利位置，通常在山顶或在飞机上。同样，太阳在空中的位置越高，观测到的彩虹就会越小。而当太阳向地平线移动超过42°，彩虹就会完全消失。可能出于上述原因，不知是否有意为之，最畅销的英国科幻小说家道格拉斯·亚当斯将“42”选为“其对生命、宇宙等一切终极问题的幽默答案”。

直到17世纪欧洲科学界才接受了彩虹由7种颜色组成的理论，尽管这一事实并不是在17世纪才成立。最里面的色带是紫罗兰色，由下而上分别为靛蓝、蓝色、绿色、黄色和橙色，最上方是红色。事实上，就像黑白的彩虹照片展现出来的一样，彩虹的7种颜色互相融合。正是人类的认知，部分因为人类的生物构造，部分因为学科知识，将这几条细色阶分为7（或其他数量）种，可能是因为一种同色异谱的认知过程结合文化因素（比如一个人说的语言中代表颜色的词语数量）而得出的结论。同色异谱现象指的是一般人的眼睛只有3种颜色的光感受器（又名视锥细胞），每一种光感受器都会对特定波长的光有一定敏感度，这些敏感度是高度重合的，但都集中在440纳米（蓝光）、540纳米（绿光）、570纳米（黄光或橙光）。因此，我们觉察红光（700纳米）的难度要比上述其他颜色的光更大。当光的波长超过810纳米时，我们就完全无法感觉到这种颜色的光了。当然，由于人眼的结构，有人可能会说这是一种缺陷，我们能够看到不同光波组成的相同颜色，我们也能看到客观情况下无法测量出的色块。然而，用上述理由作为解释我们将彩虹视为一组彩色色带的原因，仍然只是一种推测，就像阿里·本-梅纳赫姆解释的那样：

“在看到一道彩虹时，人眼和大脑之间发生了什么，我们对此的认知一直在不断地变化。我们看到的事物中，哪一部分是因为物理因素，哪一部分是完全的视觉（眼内）因素，我们仍然未知。”

所有真实的彩虹都是由太阳光和水滴（通常但并不全是雨滴）在大气中的相互作用产生的。除雨滴外，在薄雾、雾气、露水和水雾中也能看到虹。

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