双彩虹 （阳光在水滴内进行两次反射的现象）

双彩虹简述

"双彩虹"其实是霓和虹。空气中的水汽可以被看作是无数个小水滴,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"。太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成,由于每种颜色光的波长不同,它们在水滴上折射时的偏向角度也不同,这时太阳光会被分解为7种单色光。又因为红光在水滴中的折射率最小,紫光在水滴中的折射率最大,所以人们肉眼见到的就是外红内紫的"虹"。所以，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。若均可见，由于虹的角半径为42度左右，霓的角半径为52度左右，故霓在虹之上并与之平行。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。

形成原因

当空气湿度较大时，空气中的水汽可以看做是无数个小水滴。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。

太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成的，当照射到水滴上时会出现第一次折射，由于这7种颜色光的波长不同，它们的偏向角度也会不同，这时太阳光就会分解为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。

波长最短的红光，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”。

当我们在天空中看到“虹”时，就说明太阳光在水滴内进行折射和反射，也就意味着“霓”的存在。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。

但是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很多，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。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。

所以，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。若均可见，由于虹的角半径为42度左右，霓的角半径为52度左右，故霓在虹之上并与之平行。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。

理论上来讲，太阳光是可以在小水滴里进行多重反射的。但是由于每一次反射都会导致光的吸收和光的减弱。所以通常我们最多只能看到两条彩虹。

国内相关观测

中国北京

2010年7月6日15时左右，北京市延庆区八达岭长城出现双彩虹奇观。

2016年5月23日19时左右，北京市大部分地区出现双彩虹，持续时间半个小时左右。

2020年7月5日下午，北京市雨后出现双彩虹。

2020年9月3日，北京喜现双彩虹

2022年8月30日18时左右，北京大部分地区出现双彩虹，

中国广东

2013年8月7日，广东省广州市南沙区金洲出现双彩虹。

2013年8月7日，广东省深圳市观澜区出现双彩虹。

2014年5月17日，广东省茂名市出现了双彩虹景象。

2018年6月26日18时54分，广东省广州市短暂数分钟内，出现残缺的双彩虹。

2020年6月17日18时左右，广东省广州市二沙岛，出现了双彩虹。

2020年9月10日下午，广东省珠海市雨后出现双彩虹。

中国广西

2013年7月9日18时，广西梧州市雨后东边同时出现了2道彩虹，显得格外清晰。

2013年8月26日18时30分，广西钦州市雨后的天空同时出现二道彩虹，显得格外清晰。

2016年6月4日19时左右，广西崇左市部分地区出现双彩虹，同时下起太阳雨。

2017年6月21日18时左右，广西南宁市市区清晰出现双彩虹。

2020年8月13日傍晚，广西桂林市天空惊现双彩虹。

中国福建

2019年6月19日下午，厦门岛雨后出现双彩虹。

2020年8月7日下午，福建省南平市延平区出现双彩虹。

中国上海

2020年11月18日上午，上海市出现双彩虹

国外相关观测

澳大利

澳大利亚海面反射双彩虹

57岁的摄影爱好者菲尔-汤普森拍摄了一幅令人不可思议的照片，展现海面反射出双彩虹的罕见景象。这幅照片在澳大利亚维多利亚的贝拉林半岛拍摄。当时，海面不仅反射彩虹，并且将彩虹“一分为二”。两道彩虹角度不同，好似从海面射出，景象令人叹为观止。

这种“倒影彩虹”在阳光因雨滴存在发生偏移前被水面反射形成。相比之下，“反射采用”更为常见，由阳光在水中反射前因雨滴发生偏斜所致。“倒影彩虹”是一种非常罕见的现象，汤普森能够捕获到这一景象非常幸运。这种现象只有在所有条件都符合的情况下才会出现，例如水面宽阔、平静并且靠近雨幕。大气光学网站的莱斯-科维里表示：“菲尔捕获到一种非常罕见而美丽的彩虹效应。”

伊拉克

2014年10月15日，在伊拉克首都巴格达市中心，两道美丽的彩虹出现在底格里斯河上。

美国

2015年3月3日消息，美国俄勒冈州，47岁的职业风光摄影师Mark Metternich在雷暴天气下，用镜头在距离海平面5000英尺高的天空捕捉到了令人难以置信的5英里（约合8046.72米）宽的双彩虹。

以上等等地方与其他很多地方都有出现双彩虹。

相关概念

雨后彩虹

彩虹是太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后所形成的一种光学现象。刚下完雨的空气中，会悬浮着许多小水滴，在太阳光的照射下，便产生了折射和内反射。

而太阳的可见光——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色的波长不一样，当它们照射到空气中这些小水滴时，各色光被小水滴折射的程度也不同，因此被分解形成了七色光谱。

彩虹的明显程度和小水滴的大小息息相关。小水滴的体积越大，我们肉眼所能看到的彩虹就越明显、越鲜亮；小水滴的体积越小，则越不明显。

七种颜色

因为看似透明的太阳光本身就拥有七种颜色，光的折射与反射令这七种颜色以“彩虹”的形态呈现。一般情况下，光是沿直线传播的，但当遇到了空气中的小水滴时就会发生折射，就如光线在水中也会产生折射一般。

于是当阳光照射到小水滴时，看似透明的太阳光会先折射一次，然后在小水滴的背面发生反射，最后离开小水滴时再折射一次。于是小水滴就把阳光分解成了7种颜色的光，再加上光折射的角度因颜色的不同而不同，所以7种颜色会以不同的顺序排列起来，形成七色光带。

弧形状

雨后空气中的小水滴就像一个个棱镜，阳光入射后因介质改变发生折射，接着在水滴内发生反射，再折射出去。阳光中不同颜色的可见光折射率各不相同，折射后便会分离开来（色散）。

照向地球的阳光可近似看作平行光，从水滴不同位置入射后会发生各个方向的偏折，其中与入射光夹角为40°~42°（从紫光到红光）的折射光最强，这也是你看到彩虹时的视线与入射阳光的固定夹角。即使你改变视角，彩虹的位置也会随之移动，所以你永远追不到彩虹尽头。

民间流传

民间还流传着许多和彩虹有关的气象谚语，如“东虹日头西虹雨”等，能够根据彩虹出现在天空中的位置，预测未来的天气。