文／露

除了為人所熟知的虹與霓，陽光和空氣中的水珠或低溫的冰晶等，也會幻化成其他令人驚豔的美景喔！這些都是大氣光學的範疇，裡面更蘊含有趣的物理原理呢！我們來舉幾個例子吧！

水滴造虹 冰晶造暈



我們介紹過光的色散現象，而有一種稱為暈（Halo）的天象，也是這個原理的體現！彩虹是由水滴造成，而暈則是冰晶造成，是懸浮在大氣中的冰晶被日光（日暈）或月光（月暈）折射與反射而形成。日暈在今年（2022年）六月就出現在台南，引發一陣觀日潮呢！在高空中的卷層雲內，因為氣溫較低，存在著六角柱狀的冰晶，它主要是由水蒸氣凝結昇華產生，因此具有非常對稱的外型。在光線入射時，它的角色就像是我們做過的稜鏡實驗，能將不同波長的光色散而分離出來。

在太陽周圍等半徑的冰晶，因為折射角度相同，同種波長、同種顏色的光因而入射到人的眼睛，使我們見到內圈紅色、外圈紫色或白色的光環。比較常見的是我們觀察視線與入射光的夾角為22°的小暈，另一種較少見的則是夾角46°的大暈。

說到冰晶，「幻日」這種天象也是以它為介質的！當雲中存在有盤狀六角形冰晶，而被陽光穿透時，在與太陽等水平的位置上，還會因為色散而出現兩個太陽的虛像，在日出或日落時分較容易出現。

冰晶為介 幻日現身



由於六角冰晶的角度結構不同於形成彩虹的圓形水滴，幻日的形成條件比較複雜，除了光需要被水平面的冰晶折射外，光線之間亦會互相疊合影響，在約22°視角出現彩色光環。下次你可以試著觀察天空，說不定會有意想不到的發現！

眾多行星中，只有地球擁有這獨一無二的大氣層，我們也才能觀察到各種壯觀又繽紛的光學現象。最後要提醒小朋友！觀察天象時，請務必做好防護措施，保護雙眼，例如配戴防護眼鏡、或透過螢幕來觀察，避免刺眼的光線對眼睛的傷害喔！