奇妙的光现象

大气奇景和天气

　　 现象是本质的显现。大气中的奇景不是偶然出现的，它们是大气运动状态的反映，因此，天空中奇景的变化又往往是大气变化的征兆。我国劳动人民利用这些现象判断天气变化的经验非常丰富。例如，谚语中就有：“早霞不出门，晚霞行千里”，就是利用霞来预测未来天气的。根据霞的生成原理，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，而且云层已经从西方侵入本地区，因此预示天气将要转雨；出现火红色或金黄色的晚霞，表示西方已经没有云层，阳光才能透过来造成晚霞，也就是本地区的上游天气已经放晴。这样，在原来笼罩本地区的云层东移以后，本地区天气将转晴。

　　又如：“东虹日出，西虹雨”，这条谚语也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，表明我们东边大气里有较大的水滴存在；虹在西方，表明我们西边的大气中有较大的水滴存在。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，东方的云雨区以后会越来越向东移去，而西边的云雨区则很容易影响本地。这条经验就是揭示了这个天气演变的本质。

　　再例如：“日晕三更雨，月晕午时风”，这条谚语也是根据晕这个现象揭示未来天气变化实质的。我们知道，晕是太阳或月亮光线经过高空中有冰晶组成的卷层云时由于折射、反射而形成的。而卷层云通常是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。

　　总之，大气中的一切景象都是大气运动所造成的结果。所以，通过某些特殊的景象就能较科学地预测天气。

佛  光

　　 佛光这个词取自德文，原意为圣像周围的光环。佛光指粗糙表面上人的头影周围的亮光或当人的影子映落在覆盖有露珠的草地表面时他的头影周围的亮光。在这种情况下，你的头影四周没有彩色，只有一个白色晕圈。虽然产生佛光有两类自然作用过程，但景像看上去是一样的。一类过程必须有露水珠(产生的景象可称作露水佛光)；另一类只要求一个粗糙表面(称作干燥佛光)。

1）露水佛光
　　来自远处光源的射线能够进入眼睛，并且在视网膜上聚焦，如图所示。倘若映到视网膜上的亮点，又成为第二光源而起作用，那么，从该亮点散射并折回的光线，就从眼睛前部通过，按照它进入的方向射出，对着远处的光源返回去。眼睛的作用不像镜子，一面镜子可以朝不同方向反射光线，这依镜面位置如何安放而定。说得更确切些，眼睛平常的性质，就是把光线往光源的地方回送，而不管眼睛的取向怎样。当然，回送并不是绝对的，返回的光线可以展宽一点点，但决不是很多。

光在大气中的散射

　　 当我们避开太阳朝天空张望时，看到的是蔚蓝的天空，这就是说，在那个方向的天空有光线射入我们的眼帘，从太阳发射过来的光线，在天空的某个地方改变了方向，不然的话，我们所能看到的一切，就只不过是星际空间的黑暗，或者是来自某个遥远星辰的亮光。原来，当光线穿过地球周围的大气时，它的一些能量就向四面八方反射，这样的过程就是散射。
　　 因此，光波在遇到大气分子或气溶胶粒子等时，便会与它们发生相互作用，重新向四面八方发射出频率与入射光相同但强度较弱的光(称子波)，这种现象称光散射。子波称散射光。受原入射光并发射子波的空气分子或气溶胶粒子称散射粒子。当散射粒子的尺度远小于入射光的波长时(例如大气分子对可见光的散射)，称分子散射或瑞利散射，散射光分布均匀且对称。