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你是否在天空中看到过一圈或几圈的彩色光环？它们是圆形的彩虹吗？可能是，但也可能是日晕、日华或佛光。这些美丽的大气光学奇观，你都认识吗？

下面展示了它们的正面照片，试试看你能不能分清它们~

彩虹、日晕、日华和佛光，乍一看都是阳光在大气中发生色散后进入人眼而形成的彩色光环，但仔细看会发现它们在形态上就有区别，而且形成原理也是不一样的。

今天的文章将围绕这四种大气光学奇观，介绍以下问题：

• 如何区分虹、晕、日华和佛光？

• 这些奇观分别是怎么形成的？

• 它们和天气有什么关系？

先来介绍长得最相似的虹和晕，它们都是光线经过折射和反射后形成的现象。

虹，是太阳光经过大气中的水滴（雨滴或雾滴）的折射和反射后，形成的外红内紫的光环。

有时在虹的外侧还能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫内红，这就是副虹或霓。霓和虹的区别在于光线在水滴里多产生了一次内反射，所以我们最终看到霓的光弧色带就和虹正好相反。

完整的彩虹其实是一个圆环，但为什么我们看到的彩虹通常是半弧形的呢？

这是因为地平线挡住了它的下半部分。如果想看到完整的彩虹，就要站得更高。太阳高度也会影响人看到彩虹弧度的多少，太阳高度越低，彩虹的底部越高，人能看到的彩虹也就越完整。

日晕和彩虹其实很好区分，彩虹在太阳对面的空中，需要背对着太阳观察，而日晕分布在太阳四周，所以往往很难直视。除了有日晕，月亮周围也可以形成月晕。

晕通常出现在离地面6~8千米的卷层云上。卷层云薄而均匀，由大量冰晶构成，当光线穿过云层，被其中的冰晶折射和反射后，就会在太阳或月亮周围出现一个或一个以上、内红外紫的彩色光环，有时还会出现一些彩色或白色的光斑和光弧，这些光环、光斑和光弧统称为晕。

晕的形状，主要取决冰晶的形状、大小、排列方式以及光的入射角度。

我们最常见到的是22°晕（22°为视半径，即观测者的视线从日月到光环间的夹角是22°），它是光线经过六角柱状冰晶两次折射后色散形成的。

日华和佛光常常是一圈圈的彩色光环，它们的形成更为复杂，是光线经过衍射、散射等过程产生的。

当太阳光或月光穿过薄云（一般是高积云），受到均匀分布的水滴或冰晶的衍射和散射，会紧贴着太阳或月亮周围形成一圈圈彩环，这就是华。

因日光太亮，人们不易观察到日华，月华则比较常见。华有一个非常明亮的中央晕，几乎是白色，边缘有黄色和红色，外围是一圈圈内蓝外红的光环。

当人们站在云雾萦绕的山顶，背向太阳而立，山巅之上是晴空，山巅之下是云雾，就可能在云雾幕上看到一圈圈彩色光环围绕在自己的影子四周，“光环随人动，人影在环中”，这就是佛光，也叫宝光。

当人背对着太阳，在阳光的照射下会形成人影投射到云雾幕上，同时阳光又照射到影子附近的云雾滴上，经过散射、衍射等复杂过程，便在人影周围形成一圈圈的彩色光环。

四种奇观的形成原理对比 

首先，四种奇观的形成条件都包括：

①空气中必须有足够的水汽，换句话说，天空中要有适量的云或雾。云雾太少，水滴或冰晶不足，光线就无法通过水滴或冰晶产生折射、反射、衍射等现象；云雾太多太厚，光透不过去也不能产生这些现象。

②风比较小，大气层比较稳定，否则规则排布的水滴或冰晶就会被打乱，形成不了有规律的光学现象。

而它们的区别在于，虹、华和佛光都可以经水滴色散形成，差别在于水滴大小。

虹一般是经过雨滴折射和反射形成的，水滴较大，因此衍射不明显；

而华和佛光由经过更微小的水滴衍射和散射而成，呈现更复杂的多圈光环。（光的衍射指，当遇到极小的障碍物时，光波会绕过障碍物的边缘到达障碍物后。）

而晕只能通过冰晶的折射和反射形成，而冰晶往往在高空云层中存在。

大气光学奇观和天气的关系

大气光学现象的产生和气象条件有关，因此它们在一定程度上可以成为天气变化的一种前兆。我国民间就有一些谚语，总结了人们通过这些异象预测天气的经验。

这条谚语是根据虹出现的方向来推断未来天气是晴还是雨。由虹的形成原理可知，虹出现的方向就是水滴存在的方向，虹在东方，表明东边大气里有较大的水滴存在，虹在西方同理。

我国大部分地区处于西风带，天气系统一般是由西向东移动的，东边的云雨区会逐渐向东远离，所以影响不到本地，而西边的云雨区向东靠近本地，则很容易带来降雨。

②“日晕三更雨，月晕午时风”

晕的形成需要在高空中存在由冰晶组成的卷层云，而卷层云通常出现在低气压的前部，在它的后面就是造成降雨的高层云和雨层云。如果低气压的大风区经过本地，则还会有大风出现。当然，这条谚语并不一定就是指日晕预示下雨，月晕预示刮风，只是说风雨即将来临了。

③“天上烧饼大变小,天气好不了”

所谓“烧饼”，指的是日华及月华。这句话的意思是，华的华环由大变小（并由明显变模糊），可以预示天气将转阴雨。因为华环大小与云里水滴、冰晶的大小成反比。如果华环直径在缩小，表明云里水滴、冰晶在逐渐增大，云层逐渐增厚，天气将转阴雨。

“日晕现象是太阳光通过云层时，受到冰晶的折射或反射而形成的大气光学现象，往往预示着天气的变化，民间有“日晕三更雨”的谚语。山东烟台市是“日晕”现象多发区，春夏之率最高，2020年4月16日11时，山东烟台市上空出现日晕奇观，16日20时烟台市风力开始增加，气温开始下降，22时天空中飘起了小雨。据此完成下列小题。

1.烟台日晕现象发生时未产生降水，所缺乏的降水条件是（单选）

2.导致烟台该日“三更雨”的天气系统最可能是（单选）

3.烟台在春夏之交多发生“日晕”现象，与下列因素关系最大的是（单选）

根据材料：“日晕“现象是太阳光通过云层时，受到冰晶的折射或反射而形成的大气光学现象”，可知高空中有冰晶，即意味着有大量水汽凝结，说明空气中水汽较充足，但大气的凝结量不够，不足以降落下来，故烟台“日晕”现象发生时未产生降水，所缺乏的降水条件是还需要空气进一步上升冷却，导致大量水汽凝结，在重力作用下才能降落到地面。C正确，ABD错误。故选C。

根据材料，烟台16日11时出现日晕，20时风力开始增加，气温开始下降，22时开始下雨，加之高空中有冰晶，表明空气中水汽较充足，根据冷锋天气过境时的特征，判断其为冷锋天气。A正确，B错误。气旋过境时气温会上升，过境后气温才会有所下降。C错误。反气旋过境一般形成睛朗少雨的天气状况，D错误。故选A。

烟台在春夏之交多发生”日晕”现象，主要是因为烟台位于中纬度的沿海地区，春夏之交冷暖空气活动频繁，加上空气中水汽含量较高，极易受气旋和冷锋天气影响出现”日晕”现象。A正确，BCD错误。故选A。

何佳佳. 科普时间：天空中来着是谁？在下22°晕！. 上海市天气

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青岛版科学四年级下册基础训练答案

2、温度计的制作原理是什么？

1、温度计为什么能够测量温度？

我的观察：温度计有液泡、玻璃管、和刻度。我的发现：温度计的红色液柱能上升和下降。

我的猜想：液体有热胀冷缩的性质。

我的方案：运用水、酱油、饮料等做实验。

我的记录：水、酱油、饮料均受热体积膨胀，受冷体积收缩。我的发现：液体有热胀冷缩的性质。

（1）一般情况下，液体受热时体积（膨胀），遇冷时体积（缩小），说明液体有（热胀冷缩）的性质。

（2）液体温度计是根据（液体热胀冷缩）的性质制成的。

（3）寒冷的冬天，经常会遇到自来水管冻裂的情况，这是因为（水结冰后体积变大）。

运动员脚踝扭伤后，一般胜冰袋冷敷，WHY？

冷敷有利于血管收缩止血。

第2课自行车胎为什么爆裂

2、气体有热胀冷缩的性质吗？

1、夏天，自行车胎爆裂的原因

我的猜想：空气受热，体积膨胀。

我的方案：把气球套在瓶口，把瓶子放在热水中。我的发现：气球鼓起来，说明空气有热胀冷缩的性质。

2、固体在受热或遇冷时的变化

我的猜想：固体也有热胀冷缩的性质。

我的方案：用铜球做实验。

我的记录：受热铜球不能通过。遇冷铜球能通过。我的发现：铜球有热胀冷缩的性质。

（1）一般情况下，（气体液体固体）都具有热胀冷缩的性质。

（2）在相同情况下，（气体）受热膨胀的体积最大，（固体)受热膨胀的体积最小。

（3）我们制作的“小喷泉”实验是利用了液体的（热胀冷缩）性质。

（1）夏天，架设电线应把电线杆之间的电线绷得比较紧。（错）

（2）物体热胀冷缩的性质在生产、生活中有广泛的应用。（对）

大家都知道夏天下雨过后是非常容易出现彩虹的，彩虹有七种颜色非常美丽，那么为什么雨后才能出现彩虹呢，彩虹出现的原理是什么呢，彩虹是怎么形成的，一起来看看下面说明吧。

彩虹是一种气相中的光学现象，出现彩虹的原因其实是一种折射反映，当天空中下雨的时候，空气中会有残留的小雨滴，阳光直射过来会透过小雨滴的底部反射，当他再次回到空气中的时候就带着不同颜色的光了，这就是雨后为什么会有彩虹的原因。

下过雨后，空气中会有雨滴，而当光线穿过雨滴的颗粒时会产生折射的现象，光折射的角度是不同的颜色也是不同的，所以就会有七种不同的颜色发散至不同的方向，当他们排列在一起的时候就会产生七道颜色不同的光了，非常美丽。彩虹的形状是半圆形的，这是为什么呢，我们都知道彩虹的颜色是红橙黄绿青蓝紫，当太阳照射到水滴上面的时候空气里水滴的大小决定了彩虹的鲜艳程度和宽窄，空气中的水滴越大，彩虹的颜色就越鲜艳，同时也越窄，反之空气中的水滴越小，彩虹的颜色就越淡，但是越宽。所以你是喜欢鲜艳却窄的彩虹还是淡而宽的彩虹呢？

彩虹其实并不像人们想象的那样是半圆形的，而是一个完整的圆。也就是说，彩虹并没有起点，也没有终点。彩虹的圆心就是太阳与地球的垂直连线的中点，人们看到的彩虹只是彩虹的一部分，而剩余的部分在地平线下，所以人们看不到。这也能够解释，为什么有些彩虹很短，而有些彩虹却是一个完整的半圆。当彩虹呈现完整的半圆时，太阳恰好在地平线上，这时彩虹的圆心正好位于观察者的前方地平线上。当太阳高悬于天空上时，彩虹的圆心位于地平线下，这时人们只能看到很少的一段彩虹。