紫霞仙子的wink惊艳了几代人,《大话西游》里的一些经典台词即使没看过电影也都耳熟能详。
又是情人节/单身贵族节,不管你是否幻想过这种场景,要是意中人真的能脚踏七彩祥云来找你,必定是一个大大的surprise。今天姻缘所物理所就从科学的角度来探讨是否有这种实操性。
七彩祥云不过是种特殊的云,因此在谈七彩祥云之前,先来打个基础。
形态各异、千变万化的云总能引起孩童无限的遐思:或是云层中藏着宫殿、住着仙人;或是想象云的口感(比薄荷略淡、似雪糕却没有那么甜腻的微凉清甜)……当智能手机普及后,谁敢说自己没有拍摄或是保存几张瑰丽的云彩呢?
随着年纪渐长,我们不局限于表象,对其形成机理有了科学认识。云由许多小水滴或小冰晶组成,地球上的水受热后变成水蒸气来到空中,逐渐上升。高空温度下降水蒸气又凝结成水滴或冰晶。一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了不同外观。
七彩云的奥妙就在这些小冰晶身上。在合适的天气状况下,太阳光和云呈10~40°,日光通过带有冰晶微粒的薄云时,发生不同方向的衍射,衍射的光彼此干涉,光波相结合处会看到明亮的光,相抵消处的光线较暗。不同色光的衍射角度不同,一种色光的明亮区在另一种色光的阴暗区显现出来,渐次形成色彩次序。在离太阳愈远的地方色彩愈淡。
形成七彩祥云的自然条件略显苛刻,但其实可以通过控制条件人工制造一种很新的云。科学家们通过调整环境扫描电子显微镜(ESEM)捕捉到卷云的形成过程。ESEM是一种可以在气体环境中放大观测对象的显微镜,通过增加一个新腔室,使仪器能够精确产生特定的温度、压力和相对湿度条件,形成一种特定类型的云。为了观察卷云是如何形成的,科学家们将云的主要成分矿物颗粒和蒸汽放在改进的ESEM室中。
有了七彩祥云之后,还需意中人的眼睛和神经系统对光进行分析处理。这里先阐述一下色彩的两种基色系统,一种是加色系统,其基色是红、绿、蓝,适用于发光物体;另一种是减色系统,其三基色是黄、青、紫(或品红),适用于本身不发光的物体。
在加色系统中,颜色是由光线直接照射产生的,所以只要有光线叠加,颜色就会越来越亮,最终成为白色。在减色系统中,由于物体对不同波长的光的选择性,吸收一部分颜色,反射一部分颜色,被反射的就是人眼感知到的。若受光照射后把全部波长的光都反射出来,在绝大多数人的视觉上呈现白色,反之为黑色;若只反射蓝色波长吸收了其他波长的光,看到的物体即为蓝色。
有了前面的准备工作,言归正传,如何让意中人脚踏七彩祥云来找你?以下提供三个脑洞锦囊,欢迎集思广益,评论区见。
1. 在七彩祥云出现时,以及驾驶私人飞机参考中二所提供的一些飞行思路,详见芜湖~如何科学地起(shang)飞(tian)以及要造多大一双翅膀才能让我们自由飞翔?| No.326;
2. 参考ESEM人工造云,辅以灯光;
3. 干冰+升降台+360°全背景舞台(参考春晚舞台,前后左右四个方向都安装上可以自由转动的LED屏,天上52根灯柱可以随音乐随时升降,地面被分割成一块块正方形方便起降,再配合灯光形成3D效果)。
玫瑰色的云和七彩祥云是类似的道理。日出和日落时,由于太阳光线是斜射过来的,穿过很厚的气层,空气的分子、水汽和杂质,使得光线的短波部分大量散射;而红、橙色的长波部分,却散射得不多,因而照射到大气下层时长波光占有绝对优势,这时不仅日出、日落方向的天空是玫瑰色的,就连被它照亮的云层底部和边缘也变成玫瑰色了。
愿大家都能创造出如玫瑰般绚丽多彩的人生!