双彩虹为什么色彩排列顺序相反？

彩虹往往会引起人们驻足观望，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫在天空铺陈，展现出来自大自然的无限魅力。双彩虹则更为少见。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来，在水滴内经过一次反射的光线，就组成我们常见的彩虹，即虹。此时，若是光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹，即霓。两道彩虹交相辉映，令人震撼的“双彩虹”美景即在眼前。

不知道你有没有发现，霓的颜色排列次序跟虹是相反的。当空气湿度较大时，可以将空气中的水汽看做无数个小水滴。当太阳光射入小水滴时，会发生两次折射和一次反射，即“折射—反射—折射”现象。当太阳光照射到水滴上时会出现第一次折射，由于太阳光中的7种颜色光的波长不同，它们的偏向角度也会不同，太阳光就会分解为7种单色光。折射后的单色光到达水滴的背面后，会按照反射规律发生反射；反射后的单色光将回到入射水滴的这一面，这时将发生第二次折射，并仍然以单色光的形式射出水滴。

波长最长的红光，在水珠中的折射率最小，使得其出射光线与入射光线构成最大夹角，而波长最短的紫光，在水珠中的折射率最大，使其折射光线与入射光线构成最小夹角，其他光依序在其中分布，人们肉眼见到的就是外红内紫的“虹”。

霓的形成与虹相似，只是太阳光在水滴内经历了两次折射和两次反射，即“折射—反射—反射—折射”。

由于相比虹的形成多了一次反射过程，其折射率最小的红光出射光线方向与入射方向成最小夹角，折射率最大的紫光出射方向与入射方向成最大夹角，最终我们看到的色彩排序就会恰好相反，呈现红色在内、紫色在外的形式。

太阳光经过水滴后发生两次反射的情况较发生一次反射的情况光能量损失要多，因而霓的亮度比虹的亮度暗得多，一般不容易被人们观察到。只有当光的能量足够大或者能量损失足够小的时候，我们才能看到霓。当虹和霓共同被我们看到时，就呈现出了美丽的双彩虹景象。

此外，在两道彩虹之间可以看到较暗的天空，这叫做亚历山大暗带，这部分区域，刚好是在雨滴内发生了反射的光所照射不到的区域。当我们看到双彩虹的时候。也留意看看有没有三重彩虹。主虹的别名是一次虹，副虹的别名是二次虹，其实还存在三次以上的高次虹。理论上，虹的次数与光在雨滴内部反射的次数相对应。事实上太阳光每次在经历反射的过程中能量损失都非常大，即使是副虹，它的光都只能隐约看得见，所以三次以上彩虹的光非常微弱，观测极其困难。

那么，想看到迷人的双彩虹现象，需要满足哪些条件呢？首先要符合彩虹形成的基本条件，即充足的水汽和丰沛的太阳光。当这些条件符合后，空气里的水滴大小决定了彩虹的色彩鲜艳程度。空气中的水滴大，彩虹就鲜艳；水滴小，彩虹颜色就黯淡。因此，想要看见双彩虹，还需要依靠空气中的大雨滴。

本文由中国人民大学附属中学第二分校一级教师王和意进行科学性把关。

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