神奇的自然現象——彩虹
夏日，一陣雨過後，天空中出現了一道由大自然在空中繪製的、擁有七種顏色的拱形彩虹橋，它會讓人停下腳步，發出感嘆。
彩虹出現在降雨即將開始前或雨停之後不久，且出現在人所處位置與太陽相反的方向。彩虹是由於陽光照射到空氣中的水滴粒子時，水滴粒子起到了三棱鏡的作用，將太陽光的可見光分散並折射而產生的現象。由於光的波長不同，折射系數低的紅色在最外側；相反，波長短、折射系數高的紫色在最內側，於是便形成了「紅橙黃綠青藍紫」的彩虹。
雨後並非總是會出現彩虹，只有當光源太陽和充當三棱鏡的水滴位於彼此相反的方向時，彩虹才會出現。彩虹容易形成的條件是，在太陽剛剛升起後的清晨或日落前的傍晚，當陣雨來臨或陣雨過後不久，正處於太陽相反方向的時候。
如果在早晨看到彩虹，那麽下雨的概率就很高。因為早晨太陽從東方升起，所以出現彩虹意味著西邊有烏雲。而烏雲通常是從西向東移動的，所以隨著時間的推移，烏雲大概率會移動到我們所在的位置。
關於彩虹的回憶
對於主要利用計算機輔助數值分析的我來說，「紅橙黃綠青藍紫」的彩虹顏色有著特殊的意義。當計算機由綠色或黑白顯示器過渡到彩色顯示器時，能夠呈現顏色的計算機既神奇又美麗。蘋果電腦公司為了突出彩色顯示器，在蘋果II代電腦的蘋果標誌上塗上了彩虹的顏色。當配備彩色顯示器的電腦推出時，蘋果II代電腦成為了許多人夢寐以求的產品。
一想到彩虹，我就會想起小時候科學課上的三棱鏡實驗。僅僅是讓透明的光穿過三棱鏡，就出現了像彩虹一樣的顏色，真是神奇。而且，雖然肉眼看不到，但老師說紅色之外是「紅外線」，紫色之外是「紫外線」，不知為何，我總感覺那是隱藏著的未知領域。
我們所說的「看到」，是指光「被物體反射」或「發散」後，被眼睛中的光感受器（感知光的細胞）所感知。如果沒有光，物體反射的光就不會進入眼睛，我們也就無法識別該物體。在夜晚或黑暗的房間裏，即使眼睛睜得再大，如果沒有光，信息就無法進入眼睛，所以我們什麽也看不見。人類的眼睛能夠感知的光的領域被稱為可見光領域。
就像聲音有頻率一樣，光也有波長。人類能夠看到的可見光的波長範圍在380到750納米之間。在可見光中，波長最長的顏色（紅色）之外的領域被稱為紅外線（infrared, IR，波長大於700納米），波長最短的顏色（紫色）之外的領域被稱為紫外線（ultraviolet, UV，波長小於400納米）。
紅外線是1800年由德國科學家威廉·赫歇爾在測量陽光通過三棱鏡後的每種顏色的溫度時首次發現的。他發現，在可見光領域之外，溫度計顯示的溫度更高，由此他推測還存在著我們肉眼看不到的其他光。紅外線之所以叫紅外線，是因為它位於可見光中紅光的外側。我們常見的熱成像相機就是一種通過檢測紅外線來判斷物體溫度的特殊相機。
紅外線相機
如果沒有光，人眼就無法通過可見光的反射看到物體。然而，通過屬於可見光之外領域的紅外線，即便沒有光我們也能夠看到物體。紅外線相機能夠捕捉物體發出的紅外線（熱線）的波長，將其轉換為電子信號，然後進行視覺處理，從而使我們能夠看到物體。
就像人們從蝙蝠利用人類聽不到的聲音（超聲波）在黑暗的夜晚也能飛行無阻這一現象中得到啟發，進而發明出了「雷達」一樣，紅外線相機也是從人類看不到的可見光光譜之外的紅外線中找到了答案。
人們通過這項技術研製出了前視紅外儀，它一般安裝在無論平時還是戰時、無論白天黑夜都需要執行緊急救援任務的飛機上，用於夜間人員救援工作。
紅外線相機在新冠疫情期間也逐漸為人們所熟知。然而，基於同樣原理、通過檢測紅外線波長來工作的紅外線傳感器，很早以前就已經廣泛應用於各個家庭，如玄關燈、安保設備等。
通過三棱鏡對光的光譜和彩虹的研究，讓我們知道了光不僅有可見光領域，還有可見光以外的領域。
與彩虹相似的自然現象及通過自然現象進行的預測
與彩虹相似的自然現象有「日華」現象。這是一種以太陽或月亮為中心，出現完整圓形白色光環的現象。如果我們看到日華或月華，這說明很有可能會有烏雲凝集，下雨的可能性很大。
「寶光環（glory）」現象是微小的水滴或冰晶與光接觸時出現的現象。當飛機在空中飛行時，陽光會在雲層上投下飛機的影子，此時在飛機影子周圍會出現類似彩虹的光環。當大氣溫度降至零下時，如果出現了寶光環現象，那麽飛機在雲層飛行中，機翼上可能會出現結冰現象。
從自然中獲得的智慧
如今，幾乎沒有人會通過觀察天空來預測天氣了。因為大家都有智能手機，可以實時接收超級計算機預測的氣象局天氣預報。所以，天空中的彩虹常常被人們僅僅視為一種美麗的自然現象。然而，像彩虹這樣的自然現象都有著產生的原因，祖先們也從這些自然現象中獲得了生活的智慧。
如果我們早晨看到彩虹，那麽下雨的可能性很高；如果我們傍晚看到彩虹，那麽天氣轉晴的可能性很高。如果我們看到雙彩虹，說明天氣極其不穩定，可能會伴有強降雨。此外，「彩虹」也為開發像紅外線相機這樣能夠通過視覺看到物體的檢測技術提供了靈感，即使在沒有可見光的條件下，也能使紅外線和紫外線等可見光以外的光可視化。
