长虹饮涧

汉语成语

长虹饮涧，汉语成语，读音cháng hóng yǐn jiàn，意思是指下完雨后空气中充满了水气，当阳光一照，空气中的水发生折射，便出现了彩虹，出自《梦溪笔谈之卷二十一》。

作者简介

沈括（1031－1095），字存中，号梦溪丈人，杭州钱塘（今浙江杭州）人，北宋科学家、改革家。晚年以平生见闻，在镇江梦溪园撰写了笔记体巨著《梦溪笔谈》。一位非常博学多才、成就显著的科学家，我国历史上最卓越的科学家之一。精通天文、数学、物理学、化学、地质学，气象学、地理学、农学和医学；他还是卓越的工程师、出色的外交家。

长虹饮涧：彩虹搭在大河上。

原文

世传虹能入溪涧饮水，信然。熙宁①中，予使契丹②，至其极北黑水（14）境永安山下卓帐③。是时新雨霁④，虹下帐前涧中。予与同职扣⑤涧观之，虹两头皆垂涧中。使人过涧，隔虹对立，相去（12）数（13）丈，中间如隔绡觳⑥。自西望东则见⑦，盖夕虹也。立涧之东西望，则为日所铄⑧，都无所睹。久之，稍稍正东。逾⑨山而去⑩。次日行一程，又复见之。孙彦先⑾云：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之。”

(选自宋·沈括《梦溪笔谈之卷二十一》)

注解

注释

①熙宁：宋神宗赵顼的年号（1068到1077）

②契丹：宋时北部少数民族政权。③卓帐：建起帐篷。卓，直立。

④霁：雨后初晴。

⑤扣：通“叩”，意思是靠近。

⑥绡觳：丝绸和纱的代称。

⑦见：通“现”，意思是出现。

⑧铄：通“烁”，意思是闪烁。

⑨逾：向，跨越。

⑩去：消失。

⑾孙彦先：与沈括同时的科学家.

（12）去：距离。

（13）数：大约，大概。

（14）黑水：今辽宁昭乌达盟林西县和克什克腾旗境内。

翻译

人们相传虹能到溪流或山涧里喝水，确实是这样。熙宁（宋神宗年号）年间，我出使契丹，到了极北方黑水境内的永安山下建起帐篷。那时刚好雨后初晴，看见彩虹出下垂帐篷前的山涧中，我和同伴靠近山涧观赏它，看到一条虹的两端都垂到涧中。（我）叫人越过山涧，隔着虹相对站立，距离大概有几丈，中间如隔着一层丝绸或者纱（这一类的东西）。当站在涧的西边往东看就能看见，原来是夕虹（傍晚的虹）。当站在涧的东边往西看，就被太阳闪烁了（太阳耀眼），什么也看不见。过了很久虹稍微偏向正东方，越过山峰消失了。第二天走了一段路，又看到了虹。孙彦先说：“虹乃是雨中的日光影像，日光照在雨珠上就有虹出现。”

通假字

“铄”通“烁”，意思是闪烁。

“见”通“现”，意思是出现。

“扣”通“叩”，意思是靠近。

有关诗句

唐朝张骛《朝野佥载》：“赵州桥望之如初月出云,长虹饮涧”。

科学原理

彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴，造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其他颜色在下。

其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以人工制造彩虹。

空气里水滴的大小，决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳，也比较窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比较宽。我们面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见，只有乘飞机从高空向下看，才能见到。虹的出现与当时天气变化相联系，一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天。东方出现虹时，本地是不大容易下雨的，而西方出现虹时，本地下雨的可能性却很大。

彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。

彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象，彩虹看起来的所在位置，会随着观察者而改变。当观察者看到彩虹时，它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的中央，其实是被水滴反射，放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，刚好是观察者头部影子的方向，虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。因此当太阳在空中高于42度时，彩虹的位置将在地平线以下而不可见。这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因。

彩虹由一端至另一端，颜色为七色，横跨84°。以一般的35mm照相机，需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。倘若在飞机上，会看见彩虹是原整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。

晚虹是一种罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现。由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分办颜色，故此晚虹看起来好像是全白色。

双彩虹很多时候会见到两条彩虹同时出现，在平常的彩虹外边出现同心，但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐，便形成我们常见的彩虹（主虹）。若光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹（霓）。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射，副虹的颜色次序跟主虹反转，外侧为蓝色，内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较低，所以有时不被肉眼察觉而已。苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成，而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度，但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后，关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。

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