中學的物理課上到彩虹時,教科書會提到「彩虹在地平線以下的部分不可見,但在飛機上就可以觀察到完整的圓形彩虹」,不過這句話說得不夠明確。由於虹是發生在視角40~42度之間,因此整個圓虹所張的視角就快接近九十度,若以下圖為例,視角則不超過十度,因此這種在飛機陰影附近常見的明亮小圈並不是彩虹,其實它是「觀音圈」
這種光學現象在西方被稱為「布羅肯幽靈Brocken Specter」,因為位於德國的布羅肯山一年中超過一半的日子都被霧氣所圍繞,這種獨特的條件在山頂常會出現光學暈圈現象。最初發現的旅客由於無法解釋眼前的現象,以為這是山中的鬼魅出現,因此「布羅肯幽靈」之名不脛而走,甚至歌德在《浮士德》中也將此地描述成女巫們聚集的地方。形成這種光學現象的條件必須包括:
1.太陽正處於低仰角入射的晨昏階段
2.附近剛好有薄霧
3.觀測者通常位於稜線上
產生的原因可能是當光線照射到霧滴時,透過這些小霧滴的光會形成獨立的子波源而向四面八方發出球面波。當這些光波來到登山客的周遭時,由於光波經過其身體邊緣會發生繞射,於是在登山客前方形成以其陰影頭部(更精確的說法是”眼睛”)為圓心的彩色繞射光環。觀察者所看到的都是自己的觀音圈,別人所形成的的觀音圈則不可見。
嘗試探討其形成機制所做的實驗:
評論8
老師你真厲害,從物理到現象到文學,太佩服了
作者
這是要當一個科學顧問最起碼的基本功,撇開科學專業知識不說,倘若沒有文學素養,那麼和編劇討論腳本將會是一件苦差事了^^
看老師分享長知識
作者
大太陽底下沒有甚麼事是不屬於物理的,所以您可以試著寫一些科普文章,寶劍越磨越利,腦袋也是^^。BTW,教科書說在飛機上可以看見一整圈彩虹,這種條件必須是陽光以水平角度射向飛機,而且飛機飛進一團薄霧中,這時就能在背對太陽的水平方向同時看到以飛機陰影為圓心的觀音圈與彩虹。不過由於飛機大都是飛在雲層上方,因此水平方向以上的彩虹部分就會因為缺乏水氣而不可見,所以要在飛機上看見一整圈彩虹難上加難,這也是我質疑教科書為何要舉出這種幾乎沒有人看見過的現象來作例子,如此學生將無法從生活經驗中來驗證所學,卻反而誤導他們張冠李戴(有不少科普文章在這個現象中就解釋錯了)。為什麼教科書不以更容易觀察到的現象來做說明呢?(ex.澆花灑水時即可見一整圈的彩虹)
有一年在阿里山拍日出,看到一夥騙子在對遊客吹噓這類阿里山照片是神蹟,買回家剪下來放在枕頭下許願很靈,賣得比底下名產店還貴,自己人一次買五、十組都不用找錢
作者
呵呵! 有一次我與同事健行於南橫檜谷時,看見前方的同事身體被一圈光芒圈住,讓在場所有人嘖嘖稱奇,大家還作勢膜拜一番咧XDD。觀音圈現象有趣的一點是【每一個人看到的觀音圈中的陰影都是自己】,也就是自己看不到別人形成的觀音圈,因為太陽、觀音圈、觀察者三者必須在同一直線上。
很想知道聖哲在山頂傳道時出現的觀音圈現象與西方的小天使頭上的環形光圈是否都是一種物理上的光學現象?
作者
在高中物理的繞射實驗有兩種觀察方式,一種是讓通過狹縫的光直接投射在屏上;另一種方式則是眼睛直接透過狹縫片來觀察直絲燈光源。這兩種方式都可以看到繞射圖樣,只不過前者是以屏幕來呈現圖樣,而後者則是直接成像在視網膜。同理,「日華Corona」現象
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%8F%AF_(%E5%85%89%E8%B1%A1)
與俗稱觀音圈的「反日華Glory」現象
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E6%97%A5%E8%8F%AF
二者就是一體兩面的同一光學現象,差別只在於前者是面對太陽,障礙物是山頭;而後者則是背對太陽來觀察,障礙物則是觀察者自己。
因此,若有聖哲在山頂傳道時若當時剛好出現觀音圈現象,若這位聖哲剛好位於某信眾與太陽之間的位置上,那麼這位信眾是否有緣能看見聖哲身上四周產生彩色光圈? 答案是不行的,因為從上面這張反日華的照片中,可以發覺在山巔位置處的觀音圈消失不可見,這是因為【從拍照者到山頂地面之間這段距離中的水氣含量太少所致】。換句話說,聖哲在山頂傳道時若出現觀音圈,那麼信眾若要看出聖哲被彩色光圈所圍繞的必要條件就是【該信眾必須遠離該聖哲而到極遠處的山谷中觀察才行】,因此我不認為在信眾能看清楚該聖哲清晰容貌的的距離內能看到這些因光線繞射而生成的彩圈。至於天使呢? 您考倒我了!這要問上帝^^