坐飞机旅行可是一个观察天空的好机会!有些奇幻的大气现象,只有透过机窗才能看到,而这些奇幻现象,竟蕴藏着很多光学原理呢!美国大气光学专家考利就列出了其中的几个:飞机在云层上方疾驰,在飞机背向太阳的一面,我们可以看到美丽的光晕。这些光晕是在光射向云层,但被云层中的一个个水滴散射回去而产生的。云层中水滴的大小越均一,就能看到更多的光晕。当飞机在由小一些或者大一些水滴组成的云层上飞行时,这些光晕还会相应地膨胀和收缩。
但是,只有在飞机下方有云彩时,我们才能看到这一奇幻现象,因为光晕的形成需要这些云彩,它们是光晕“画”在其上的“帆布”。如果恰好碰到万里无云的天气,就看不到光晕了。
不过在这种情况下,我们就可能看到另外一个光学效应了,尤其是飞机在干旱地区或者树林区域上空飞行时。这就是“反面效应”——一种沿着下方地面移动的明亮的光斑,这是由于光的衍射产生的效应。这种亮斑总是正逆着太阳不断向前移动,看上去,似乎树木或者土地都被飞机的影子遮挡、隐藏起来了,而飞机影子的前方相应地变得更加明亮。
如果我们转过头来,望向正对太阳的那一面呢?那是冰晕的王国。冰晕是由高云层的冰晶导致的一种光环和弧线。它们常常显出漂亮的彩虹颜色,但它们并不是彩虹。
从飞机上欣赏日出和日落,效果也是别具一格的。太阳被奇特地压平了,这是因为它的光线被通向浓密的低层大气的途径极强地折射了,几乎达到正常折射量的两倍,然后,光线再穿透出来,到达我们的眼睛。如果是晚上乘飞机,我们就可能赶上月出,按照同样的道理,月亮也会扭曲变形。
最后,看看我们头上的天空,它会比我们在地面上任何时候看到的都要深,都要暗。我们知道,天空显出蓝色的原因,就是太阳光被分子散射,而现在,地球大气的很大一部分都在我们脚下了,太阳光被散射得很少,所以飞机上头的天空呈现深沉的紫罗兰的色彩。我们可以提醒自己:现在,我们已经离太空不远了。
(夏洁