与雾相比，蒸汽如何折射光线，彩虹又会如何出现?水滴或冰晶的温度会以任何方式影响彩虹吗?
我知道水滴的大小和冰晶的形状会影响彩虹。这两种水的温度会影响光的折射吗?
杂质或雨滴或冰的成分也会影响光的折射吗?
1回答
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简而言之:光的折射最终取决于它所经过的介质的温度和确切成分(例如，液态水或冰)。注:严格来说，“蒸汽”一般指温度高于沸点的水蒸气，但在日常使用中(为了这个答案的目的)它通常用于描述在这种环境中出现的凝结水滴．
对于背景，彩虹和光的折射通常发生在光穿过不同介质(在这种情况下，空气和液体或冻结的水)时，其中光速不同。属性描述了此属性折射率即真空中光的速度与其通过特定介质的速度之比。折射的一个广义的例子，作为一束光通过之间的媒体与不同折射率显示在这里:
然而，更具体地说，折射量取决于介质本身的性质和光本身的频率/波长。以彩虹为例，在大致相似的环境条件下，液滴在可见波长范围内的折射产生了轻微的变化:
历史上，折射率已经被推导出了大量的媒体，包括空气，冰，纯净的液态水和不同温度下的各种液态水溶液，都与特定波长的光有关．因此，其中不同的折射率表明，液态水或冰的温度和成分(包括任何杂质)确实会影响光通过它们的折射方式。任何与结果相关的更具体的细节自然取决于对问题的确切特征的了解——下面由基思·麦克拉里(Keith McClary)指出的一个特别的例子是海水的折射率越大，彩虹的半径就越小．
特别是对于纯净的液态水，虽然冰晶的特性和成分变化的影响可能太具体而无法估计，但水的折射特性可以在一定温度范围内合理地估计出来。例如,巴什卡托夫和吉尼娜(2002)他们在表1中列出了纯液态水在0到100°C温度和包括可见光光谱的波长范围内的折射率的例子:
如图所示，即使在这个温度范围内，折射率的差异也相对较小，在给定的温度下，可见波长的相对差异是相似的，这表明可以很好地观察到典型的彩虹与高温下蒸汽凝结的水滴有关。
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