珍珠湾ART

标题: 飞机上拍摄到的彩虹?（图） [打印本页]

作者: red boy 时间: 2014-1-15 09:38
标题: 飞机上拍摄到的彩虹?（图）

图中的彩虹是用相机拍出来的吗？

作者: 彩虹彩虹 时间: 2014-1-16 22:21
标题: 不符合物理原理，后期制作出来的。

不符合物理原理，后期制作出来的。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-21 08:16
标题: 回复：不符合物理原理，后期制作出来的。[:-Q]

回复：不符合物理原理，后期制作出来的。

作者: 大清太平 时间: 2014-1-26 06:03
标题: 这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

下面这张图，是一个非常严肃的科学杂志上的获奖照片，它讲述的道理是一种双折射现象。有空可看看解说

http://www.newscientist.com/gallery/dn15093-eureka-prize-for-science-photography-2008/3

飞机中所看到的偏振彩虹，和平常所见由于水滴的类似棱镜折射而产生的彩虹锥，是不一样的东西。

这里需要考虑飞机窗的光学性质。这不是普通的玻璃窗，网上有材料说，是一种类似“三夹板”构成的复合材料，

每层的光学特性不同，尤其在一定条件下对光线发生各向异性，线偏光入射后，分成

偏振垂直、相位不同的两束光，如果相机的镜头加了偏振片，就可能出现两束光干涉的情况，

产生彩虹效果。这里有个博客专门讲这个道理：http://bzhang.lamost.org/website/archives/polarized_rainbow/

具体到被讨论的这个照片，所表现的一些光线特性，可以说明这个图的真实性。

比如，正对太阳的地方就没有彩虹，是因为在这个方向上，光线仍然是自然光，没有双折射。

而偏离这个方向越多，偏振产生的彩虹越显著。那个图非常符合这个原理。

要取得这样的飞机上的彩虹照片，确实是不难的，我本人拍过几次，我使用单反相机，

镜头是比较小的焦距（广角），镜头上有圆偏振片。我相信三文兄也拍到过。有时候我要拍地面目标，

这些彩虹老挡在那里非常烦人。只是它们没有帖子中的那个图极端化，可能和角度有关，和偏振

片的取向以及镜头焦距有关；这些仔细考虑后，是可以解释清楚的。我拍的都是太阳不在相机视场的振片。

参看：【我行我秀】云河啊云河！（图） 大清太平® (3751 字, 点击894次) 2009-12-19 14:36:44

本贴由[大清太平]最后编辑于：2014-1-26 12:24:5

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-26 09:04
标题: 回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

大清哥，看了这张有争议的照片，俺有一个问题，请您指点：以那彩虹远端点为圆心的一个白圆，是不是太阳？从您贴子中“正对太阳的地方就没有彩虹”一句，俺理解您指的太阳就是那个白圆。俺的理解有没有错误？

俺理解您贴子中要表达的意思是：那"彩虹"不是人们肉眼所见天上的彩虹，而是光学仪器所产生的类似彩虹的影像拍摄时叠加在云层影像上了。对吗？请指教。

作者: 大清太平 时间: 2014-1-26 09:51
标题: 回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

1- 对的，我觉得那个右边中间的彩虹看起来汇聚的白圆圈是太阳。我说这个图的真实性，是就彩虹走向与位置而言，图的色彩饱和度、对比度，一眼看不出变化，后期是完全可以调整的。

2- 对的，这不是普通的由于光线经过水滴发生类似三棱镜折射而在肉眼中可以看到、在相机中可以拍到的彩虹。

这种飞机彩虹更容易在相机中拍到，人眼在合适的角度与环境下也能看到（下回坐飞机留意下，往往在窗户边缘容易出现花纹）。但是，你站在飞机之外，不通过这个飞机窗，你看不到。要肉眼不借助任何材料而看到那个照片中的样子，应该是没有可能。当然，我们寻常所见的水滴三棱镜彩虹，飞机上也有机会看到和拍到，只是和我们这里说的彩虹是不一样的原理，样子也不同。

我的帖子中只是基本原理，没有交待清楚的最重要的细节是，这样的窗口最终发生双折射的条件，取决于我不了解的舷窗材料特性。有可能不同的飞机姿态甚至飞行高度（也就是外部温度和压力状况），是舷窗的中间还是和机身连接的边缘，材料内部会有应力上的差别，造成不同的光学特性。双折射本身不是个神秘的东西，我的第一张图就是要去掉它的神秘色彩。

当然，我也不是砖家，给的是分析意见而不是答案和结论，抛砖引玉供大家讨论。

本贴由[大清太平]最后编辑于：2014-1-26 2:25:41

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-26 12:33
标题: 回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

谢谢大清哥回答指点！

象照片左下角那样清晰的七彩，能否估计要偏离正对太阳这个方向多大角度才能显现？

作者: 大清太平 时间: 2014-1-26 20:40
标题: 回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

难估计！因为这是个多变量函数，这其中的变量有：

1，入射光。正对太阳方向的是自然光，而偏离这个方向的其它光，是由于天空粒子漫反射引起，而其中瑞利散射引起的偏振光，一般说越偏离太阳方向，偏振度越大。所以大致说，越偏离太阳方向，越有利形成我们最终看到的彩虹。我就帖子中那些有彩色光带的照片，印象中，都是基本上远远偏离太阳方向。

2，舷窗材料的光学特性，能产生双折射的能力，可能是个变动很大的因素。

3，镜头前偏振片的取向。旋转这个偏振片，干涉的图样会有变化的。

4，镜头的光学特点，对最终在相机上的成像肯定很重要。在短焦距（广角）的情况下，更容易接收到远远偏离镜头轴向的入射光，也容易让拍到的图像在相机成像屏幕上出现畸变，在照片边缘出现怪异的图案的可能性大大增加。

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-27 00:49
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

谢谢！

按照画面上太阳的尺寸，俺粗略估算了一下，这整个云层影像的视角也就3度左右。估计是用长焦拍摄，或是从照片中截取一小方块再放大而得。在这样小的光照偏角下，能得到长条彩带而不影响云层图像吗？俺所见过的其他带有彩带式影像而不破坏背景的照片，彩带都跟光源有相当大的角距。大清哥有没有见过彩虹跟光源如此接近的照片（除此以外）？

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-27 04:07
标题: 第一个共识

讨论到现在，是不是可达成第一个共识：图中的彩带并不是从飞机上对人们在地面上能看到的云端彩虹来拍照而得到的。

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2014-1-26 20:10:2

作者: 大清太平 时间: 2014-1-27 07:37
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（图）

没太明白你的意思。但你估计的图片中云的视场，相对于相机的张角3°，这个估计和我想的差不多。

然后你说到小的张角下，彩带（用这个名字好！）如何影响云层图像，等等表述，我没太明白。

我们所看到的是两个图像的叠加。

第一是云和太阳图样，是正常的不通过双折射等过程产生的（显然，这些来自于云的光线，来自于右侧太阳的直达光线，它们的偏振态或者入射角度，不满足我说的形成彩带的条件）。你说的3°，就是这类光线的张角。

第二是彩带，它们所以形成，是偏振光线干涉的结果。而这些光线，它们的入射方向，和构成云层图样的入射光线，是不一样的（如果一样了，就不能形成彩带了）。它们要经过偏转偏折，波动干涉，才进入相机。因此，它们相对于相机的张角，就完全不一定是刚才的3°了。你从照片中彩带的几何尺寸，是无法简单判断那个张角的。

最后，这个照片本身，我想是采取了比较特别的拍摄角度、偏振片角度和镜头等组合方式，才出来那样的效果。肯定是不多见的图样，否则怎么能被选来“得奖”呢。但这些是我瞎说的。

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-27 11:25
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现象：（

谢谢大清哥耐心解释！

俺还是有想不明白的地方

。太阳不是个点光源。可是从图片中可以看到彩带的远端几乎收敛为一个点（恰好在太阳图像的圆心）。这就是说，太阳上不同发光点以各种不同的微小偏角经过某种折射照射到相机内都集中到一个点上(与入射角无关！)，而且这七彩叠加在一起不呈白色，而呈蓝色。这有点难以想象。是什么机制能造成这现象？

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2014-1-28 4:41:34

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-27 11:30
标题: tong-tong能否给出这张“彩虹”照片的出处？[@};-]

作者: tong-tong 时间: 2014-1-27 22:43
标题: 您就饶了我这回吧！都是复制来的，忘了出处是那里了。[:>]

真的不好意思，让顶顶论坛的大侠们搞笑了

作者: 学生 时间: 2014-1-27 23:58
标题: 本来就是贴在搞笑地方的嘛[:))]

那“2013年全球最佳摄影作品”的头衔是从哪里来的？谁评的？

作者: tong-tong 时间: 2014-1-28 08:26
标题: 学生一定是位通情达理的好学生。[:-Q][@};-]

关于头衔是从哪里来的？谁评的？我的脑筋不好使，真的是记不清了。对不起啊。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-28 10:46
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?

大清哥的解释仍没让俺开窍。

即使这图片是按大清哥所说的用特殊的偏振技术照出来的，它的解释词“飞机上拍摄到的彩虹”也很不妥当。因为：1）这样产生的彩带不宜称为虹，就跟用三棱镜在日光照射下因折射而产生的一段彩条不能称作虹一个道理；2）如果它是用偏振技术照出来的，那完全可在试验室内实现，何必要冠以“飞机上”呢？而且，那彩带与背景白云也毫无关系啊。由此可见，作者（不是指tong-tong）是在故意误导读者。说白了，俺觉得它可能是一件骗人的假货。

tong-tong是拿它来让大家娱乐娱乐的，幽你一默而已。

不能把这幅图片作为真正的摄影作品来欣赏。去掉解释词以后，俺宁愿把它看成是一件室内装饰艺术品。

作者: tong-tong 时间: 2014-1-28 19:01
标题: 十分佩服您看戏，看事的洞察力[:-Q][@};-]

俺终于可以松口气了，谢谢您。

作者: 大清太平 时间: 2014-1-29 02:49
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的彩虹现（图）

“太阳上不同发光点以各种不同的微小偏角。。。”，应该换个说法。实际情况是这样的：

从太阳直达相机的，我们可叫直射，是自然光。而真正对我们的问题起作用的不是这样的自然光，而是偏振光。它们是来自太阳的直射光子，照到无数空气粒子后，经过曲曲折折多次散射，形成各种不同方向的散射光，进入人眼（所以我们在地球上能看到明亮的天空甚至蓝色天空，而月球上看不到天空）。这些偏振光的方向是四面八方，哪个方向都有（所以我们在哪个方向都能看到天空）。而我们看到的干涉条纹，并不是任意方向的偏振光都参与了产生条纹的过程，只有相位差恒定的、频率一样的相干光波才产生干涉。下面是干涉光源S1和S2产生干涉的过程。有意思的是，叠加后增强的的点形成一个辐射状分布(并指向某个中心点）。近场（靠近光源）的地方，条带窄，远场条带宽。是不是和我们说的那照片有点像？当然我这里是个平面图而已。

目前我能做到的，就是这些基本概念和原理性描述。这些是大学物理的光学/电磁学/电动力学方面的内容，加了些我自己针对本问题的自由发挥（便于初次接触这些知识的人们理解），各位如感兴趣请去阅读下教科书的严谨描述吧。具体到这个照片的细节的东西，还有些比较专门的知识，比如材料的双折射问题，相机问题等，我也一知半解。留待大家突破自己，全面思考吧，过早盖棺定论就失去了探索的乐趣。

写得太长，我的答复希望到此为止。强调一下，我只是给出讨论意见和思路，这个思路也可能需要修订完善，甚至推倒重来。

最后感谢lili非常有价值的思考。

http://www.newtone.fr/en/images/interference_young.jpg

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-29 05:55
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的

谢谢大清哥再次指教。

俺的脑瓜有点死板，喜欢追根究底。

您出示的那张干涉图，用的是两个点光源，而且其照射的张角限定在65度（左右）。于是看起来似乎“叠加后增强的的点形成一个辐射状分布(并指向某个中心点）。近场（靠近光源）的地方，条带窄，远场条带宽。”形成一个扇形的干涉区域。但俺觉得这离光源近窄远宽的扇形不是实质性的、不是可以拿来类比的东东。试想，如果画图的时候，把那65度的张角逐步增大，干涉区的形状会怎么变化？增大到180度甚至360度，还会有近窄远宽的“条带”吗？所以，您图中近窄远宽的扇形是照射张角的特殊设定所造成的。在俺看来，它一点也不象“彩虹”图片中的那条弯弯的彩带。再说，在天空中，阳光的照射并没有张角的限制、太阳也不是两点光源啊！

您说“偏振光的方向是四面八方，哪个方向都有”，“只有相位差恒定的、频率一样的相干光波才产生干涉。”这俺大体明白（但对其中形容词“相干”两字不太明白，是否意指“能相互干涉的”？另外，“方向”跟“相位差”、“频率”好像不是一回事。）。俺疑惑不解的重点是：满足“相位差恒定”、“频率一样”条件的“相干光波”是否也是“哪个方向都有”？然后如何由此推断出那条彩带是偏振光干涉造成的？另外，您这里所说的“方向”是指其照射方向还是偏振方向，或者是二者兼顾？俺觉得，各个方向都有的散射光经偏振片过滤后，得到各个照射方向都有的各种不同波长的偏振光（振向单一），如果通过某种途径产生干涉，那么有两种可能情况：（1）各种不同方向来源的干涉图像全部叠加后在图片中部必呈白色，彩色只能出现在不完全叠加的图片边缘；（2）如果是选择性地采用个别照射方向散射光得来的干涉图像，其强度不足以形成彩色视觉，而且，既然光线不是从太阳直接而来（也就是说，与太阳的位置基本无关），那为什么彩带的远端终结于太阳中心？

不好意思，难得遇到一位不吝赐教的老师，多提了些问题。不当之处，多多包涵。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-29 05:59
标题: 统统过奖啦[@};-][@};-][@};-]

谢谢您送大蛋糕！

作者: tong-tong 时间: 2014-1-29 07:56
标题: 您的冷眼是慧眼[:-Q][@};-][>:D<]

这就是我不敢来此坛主因。敬佩您的聪慧

作者: 学生 时间: 2014-1-29 21:38
标题: 一点也不？

我看还是有一个共同点，它们都.....

作者: 学生 时间: 2014-1-29 21:42
标题: 回复：学生一定是位通情达理的好学生。[:-Q][@};-]

别着急，网上查查，也许能查出些信息。

作者: tong-tong 时间: 2014-1-30 06:19
标题: 这些信息不是对每个人都重要[>:D<]

您是好学生，我相信您一定知道的比我更多，不需费吹灰之力

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-30 11:25
标题: “都”什么呀？

“都”什么呀？

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-30 11:54
标题: 请别介意！ [:>]

七年前随老师到脑坛逛逛，看到有人在坛上演戏、编故事吹大牛、把耻辱当荣耀，实在看着不顺眼，才起了这么一个不怎么亲善的网名发贴，给他提个醒（还真起了一点作用）。后来想把前头五个中文字去掉，但因“Lili”已被别人占用，也就没改，一直沿用下来了。

作者: tong-tong 时间: 2014-1-31 04:48
标题: 您就像彩虹妹妹一样，云彩围绕着您。[@};-][@};-][@};-]

能遇上恩师良友，对我们一生一世影响力非常大！慈眉善目慧眼的人，很少很少了。很荣幸认识您。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-31 05:39
标题: 疑点重重，连那太阳都可能是生生贴上去的。

这张“彩虹”照片越看越令人生疑，连那太阳都可能是生生贴上去的。

（1）这条彩带的基线（带子的中间线）的曲率变化不自然，在远端靠近太阳的地方有突变（突然变大）。这种突变不是光线通过正常制作的光学设备所能造成的，况且彩带后面看似太阳那个圆圈并没有相应的变形。

（2）彩带的远端有相当长的一段其他色彩都被蓝色覆盖了，似是画作不够精细所致。

（3）从画面上既有太阳又有云下地面景物来看，照片的视角应远大于3度，也就是说，图中太阳太大了。

（4）从一些向上突出的云朵（特别是近处，位于太阳-相机垂直平面附近的）的阴影来看，太阳的方位在右方，应当在画面之外。

（5）图中太阳已十分接近地平线，但竟然没有一点霞光（通常呈橙色）。

（6）图中太阳方位附近的云朵的向阳边缘，看上去竟然没有一丝透光的感觉。

总的感觉，一个字：假。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-31 05:52
标题: 回复：您就像彩虹妹妹一样，云彩围绕着您。[@};-][@};-][@};-]

是啊，俺能遇上那样的老师，真是三生有幸。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-31 06:03
标题: 那五个点

俺猜，那五个点代表五个字：是画出来滴。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-1-31 06:31
标题: 向大清哥请教

图中左上方的几个泡泡是不是拍摄太阳时组合镜头几重表面反射阳光造成的？还是作为装饰图案添上去的？

有一点奇怪的是：有两个泡泡的下部竟然被云朵遮住了。为什么？

作者: tong-tong 时间: 2014-1-31 07:20
标题: 肉眼和慧眼的不同就在此[:-Q][@};-]

真的有其意境！假的心生质疑。您的“直言不讳，探索精神”可嘉可敬。

作者: 学生 时间: 2014-2-4 05:17
标题: 猜对一个半字[:((]

哈，五个字中你猜对了一个半字。是字算一个，滴字算半个

。中间那三个字，你猜的比我原来的好多了，中性化，不得罪人

。

作者: 学生 时间: 2014-2-4 05:34
标题: 推倒重来[>:D<]

对这么明显造假的图片，有着丰富摄影经验的大清兄最后一定会断言：它是ps出来的。大清兄现在可能正在推倒中，能否以及何时重来，难以估计。Lili你还是自力更生为好。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-5 04:01
标题: 一种猜测

大清哥在上面对这幅图片给了一个基于偏振光技术的猜想。俺的死板脑瓜还是没能用他的理论来解释清楚那些疑问。

俺试试从另外一个角度来猜测这图片的生成，看看是否能解释这些问题。

图片作者并不熟悉自然科学。作者在一次坐飞机时拍摄了一张俯瞰白云的照片，觉得挺美。心想，要是有一个明亮的太阳和一条绚丽的彩虹一起出现该多好啊。可作者在飞机上就从来没见过天上的彩虹（可能这机会太小了，毕竟在地上一年也难得见上一两次）。作者想象，那彩虹就象一座架在云端的七彩长桥，连接天际两边，现在飞机高高在上，这彩虹当然是在飞机之下白云之上了。那太阳呢，不能太高了，太高了就不会在俯瞰的白云照片中出现了，于是就放在远处白云端吧。这就成了阳光普照白云。那彩虹怎么办？设想飞机在彩虹大桥中部上方偏右，俯视这大桥，其影像必然是近宽远窄。按西方油画的透视法原理，把无穷远点设在太阳的中心（太阳本来就离地球很远很远嘛），那长长的大桥的远端在影像中一定就直插太阳中心。就这样，大笔几挥，再经ps，绚丽壮观的“飞机上拍摄到的彩虹”就制造出来了。

不知道这图片是不是某年四月一日出笼的。

作者: 大清太平 时间: 2014-2-5 23:50
标题: 回复：向大清哥请教

lili客气了，“请教”谈不上哈。

我感觉质疑那几个泡泡是有道理的。一般情况下（尤其抢拍），作为俺这样的业余爱好者，

泡泡出来的大部分没那么圆。此外泡泡应该较背景明亮；图中的泡泡最左边那个大的，和背

景的云融合在一切了，似不多见。

但仅仅就图中的“彩虹”而言（也是本贴标题所暗示的题意所在），我还没想到自己能信服

的理由说，那样的“彩虹”在科学原理上是不可能出现的。

您有关偏振彩虹形成原因的有关疑问，我有空再答复哈，抱歉了。

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作者: 大清太平 时间: 2014-2-6 03:23
标题: 回复：回复：向大清哥请教

当然，如果就事论事，就这张照片是否PS的问题而言，

第一，至少目前看，在“泡泡”部分是值得怀疑的。

第二，图片中“彩虹”的样子，在基本原理上如果行不通，当然可以说明是后期PS的图；

困难的地方在于，如果原理上行得通，当然也不能保证图本身就一定没有PS。打个比方，

俺的个人照片和爱因斯坦的个人照片都是真的，但把它们拼在一起的新照片，造成俺与

爱因斯坦的合影，这就是假的了。很显然，判断一张照片是假很容易，只要找到一两个破绽

就可以了，而证明它是真的，那却非常不容易。

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作者: 学生 时间: 2014-2-6 04:54
标题: 回复：回复：回复：向大清哥请教

大清兄能否举一个或几个实例（照片）来印证利用偏振光的干涉能产生指向光源的彩条这一原理？

众所周知，人们在地面看到的天上彩虹的“载体”是天空中飘浮着的无数小水珠。图中那彩带跟在飞机上（或在高空）、跟白云有没有关系？
无论如何，“飞机上拍摄到的彩虹”一图中的彩条绝不是人们在地面所能看到的天上彩虹。它能被飞机上的人看到吗？

作者: 大清太平 时间: 2014-2-6 06:12
标题: 回复：回复：回复：回复：向大清哥请教

偏振光“彩虹”，肉眼不借助东西，是看不到的。因此较少为人所知，自然环境中也较少被拍到。和云并没有直接关系。

简单地说，入射光必须是偏振的（天空中大部分漫反射光线是），光线透过的窗户是双折射的（飞机舷窗），出射光需要经过偏振器（单反相机镜头前常用），最后才能发生由于干涉产生的彩带现象。因此，一般在飞机上用带偏振镜片的单反相机，很容易拍到。问题是，是否恰好能凑到那个图的样子。

在某些方向不容易出现干涉，比如沿着太阳的方向（因为这些直射的光线近乎自然光，偏振度很小）。

我有个回复中提到的“扇形”，并不是指那个示意图中干涉场出现的由左到右的范围，而是指示意图中，每个单独的明暗干涉条纹，是扇形分布。该示意图只是基本原理，并不是实际情况；实际情况下的那2个点光源是不存在的，而是有一定空间分布的光源。最后，您所提的“指向光源的彩条”，除了上面说的某些方向上不出现干涉的可能性外，还有一种可能性，我打个比方来描述：我给您拍照，您的背后有颗树，我可以变换角度，使得树可以看起来在您的左边或者右边或者上边，是一种构图的效果。

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-8 14:05
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教

大清哥，俺对您贴子中的一些陈述还是不明白。不知能否再向您请教几个问题。

（1）天空中漫反射光线来自阳光，而阳光不是“偏振的”。那为什么“天空中大部分漫反射光线是”“偏振的”？

（2）光线透过一片玻璃（或其他介质）都经过两次（射进和射出）折射，仅在光线方向与介质表面垂直时不发生折射。而飞机的舷窗都安有两层或三层透光玻璃（或其它透光材料）。白光透过厚度不十分均匀的一片玻璃时都会和经玻璃内表面两次反射后再射出的光线产生干涉现象，呈现彩色条纹。多片玻璃，即使厚度均匀，但安装（或受压力影响）不绝对平行，也会因干涉而产生彩色条纹。您的“双折射”是什么意思？为什么必需要“偏振”才能有“干涉”？

（3）您提到的“扇形”，也不是什么“扇形分布”。如果把图中的两组仅65度的同心圆弧延伸至360度（即画成两组同心圆），并且向外再多画一些圆圈，那就能看出“干涉”条纹的真面貌了。黑白条纹的条数是由两点光源间的距离与波长之比决定的。其中最多有四条（可能0，2，4）射线是直的，其余都是弯的（形似抛物线，但应该是四次曲线）。它们与两光源连线的交点，是均匀分布在两（光源）点之间。而不象您图中那样，黑白条纹似乎都沿着指向中点的一族直线，形似扇子。您的图只是在局部小范围内的近似，容易误导人们得到“扇形”的错误结论。大清哥不妨画一个大一点的两组圆圈图看看。

（4）“偏振度”是怎么定义的？是偏振光的强度与总的光线强度之比，还是另有定义？

（5）您说“直射的光线近乎自然光”，那对拍照的人来说不“直射”的那些光线呢？

说得问得不对的地方，大清哥不要介意，并请批评纠正。多谢啦！

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-8 14:08
标题: 回复：一点也不？

能猜对30%，哈，不错啦。

作者: 大清太平 时间: 2014-2-9 21:59
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教

关于（1）、（4）、（5）有关偏振的问题：

太阳光为自然光，进入大气层后，经过微粒散射（前向散射、后向散射）后，出射光的偏振态上不再是自然光而一般都是偏振光。一般来说，经过多次的散射后，在偏离原入射光方向上，偏振度较大。

而在太阳的直射方向上，含有更多的偏振态没受到改变的（无偏振自然光）部分（证据是这个方向上的光强，和其他方向比，最大，可见漫反射所起的贡献相对小，偏振度小）。偏振度的定义是偏振光的强度与总的光线强度之比。线偏振是偏振度为1的光，是指光波的电场分量只在某一固定平面内振动。

在其他方向上，有大量的由于反射、折射、漫反射导致的偏振光，它们能直接进入相机、人眼，使得我们能看见我们周围的世界。

（2）是个很好的问题。偏振态对于“光波干涉”之所以重要，是因为不同的偏振态下，电场矢量的空间方向不一样。如果两束光的各自电场的振动平面是重合的（总在某一固定平面之内），因此在恒定相差的情况下，叠加后出现增强或者抵消，导致特征性的明暗条纹。如果两束光，它们电场的振动平面为互相垂直，在交汇点它们的合成矢量，很可能并不总能在特定的空间上有规律地增强和抵消，无法形成明暗干涉条纹。这是光波干涉和水波干涉非常不一样的地方。水波的振动方向是上下的，已经是天然的“线偏振光”了。设想一列波为上下振荡，另外一列是左右振荡，这是没法出现稳定的干涉的。双折射是指一束光进入介质后会分裂成两束不同属性的光。它们不一定总是干涉光；但在一定条件下，它们可能是干涉光，出现彩带。

（3）那个图是网上找的，猜想是计算机作图，按理说很简单的编程就能实现，不需要做任何近似处理，还真不清楚您说的局部近似是怎么出现的

。

本贴由[大清太平]最后编辑于：2014-2-9 22:55:51

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作者: 摄影之友 时间: 2014-2-14 04:19
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?

说该彩虹是双折射材料产生的偏振光进行干涉而生成，这似乎过于武断。若把它作为一种猜测，以供大家讨论，那还是应当鼓励的。
光波干涉条纹往往不止一条，图中远处有足够空间来显现相邻条纹，为什么一点痕迹都没有？干涉条文应该毫无立体感，且跟画面背景无关，但图中彩虹与烈日白云配合，极具立体感，可称佳作（画作之作，而非摄影作品之作）。
Bo Zhang's Homepage （http://bzhang.lamost.org/website/archives/polarized_rainbow/）对自身所附彩虹图的论述尚欠严谨完善，更何况楼主贴中彩虹与之大相径庭！生搬硬套最后会难以自圆其说。建议参与讨论者多出示一些证据。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-14 08:37
标题: 俺想再问大清哥两个问题

就您贴子中那《双折射狂欢》照片，俺想问大清哥两个问题：那刀叉勺是不锈钢的吗？这双折射发生在哪个表面？

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-14 08:38
标题: 回复：回复：飞机上拍摄到的彩虹?

大清哥头一个帖子标题中的“应该”二字，不是“必定”的意思。俺的理解，它仍是一种猜测，是带有比“也许”稍强一点的肯定倾向的猜测。

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2014-2-15 3:3:11

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2014-2-15 3:4:47

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-14 08:43
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教

俺在“您的图只是在局部小范围内的近似”一句中省略了“对扇形”这几个字。完整的句子应该是“您的图只是在局部小范围内对扇形的近似”。这里“近似”二字是作动名词用。意思是说，在那相当小的三角形局部范围内，您那干涉图很接近扇形，并不是说有谁把图改动了、作了什么近似处理。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-14 08:59
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教

您能不能提供一幅由“两束不同属性的光”，“在一定条件下”，因“干涉”而出现恰好一条彩带的图片或一个图解例子？

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-14 09:27
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：这应该是双折射材料产生的偏振光进行干涉而产生的

您提供的这张干涉图（局部），两个振源的距离大约是波长的15倍，因而在完整的干涉图中有大约60根射线（黑白相间的黑条）从两个振源的连线向四周延伸。它们都是平面上的四次曲线，越向外曲率越小。您的局部图只是围取了一小块区域，貌似扇形而已。

作者: 大清太平 时间: 2014-2-14 23:44
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

好的，明白您的意思了。下面图也是网上搜来的，地址如下：

http://yuezhongmian.blog.sohu.com/189064335.html

http://1822.img.pp.sohu.com.cn/images/2011/10/27/19/7/u11338615_13402d2b578g213.jpg

令人感兴趣的是：（1）如果观察屏幕何纸面垂直，放在最上方，或者最下方，看到的便是明暗干涉条带（明条纹对应

图中灰色，暗条纹对应黑色），屏幕中间地带，条带密集，屏幕两侧，条带间隔宽。这是众所周知的典型的干涉图样。

（2）如果观察屏幕不是和纸面垂直，而是有一定夹角（甚至平行），会出现什么样的图案呢？我想

答案是取决于两光源的“形状”。如果是两个点光源，和（1）结果无异；如果是两个有一定尺寸（更符合实际）的

柱形光源呢。。。。。。

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作者: 大清太平 时间: 2014-2-15 00:03
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

这是吉林大学的光学教材，我们所需要的基本原理都在那里。

http://cc.jlu.edu.cn/G2S/Template/View.aspx?courseId=34&topMenuId=115186&action=view&type=1&name=&menuType=1&curfolid=115282

这个是比较完整的示意图。取自于该教材4.3节。大学光学中有很多类似这样的实验。

P1:起偏器（类似地，太阳光经过散射也能产生偏振光）

I:劈尖形分光器（飞机舷窗双折射可起类似作用）

P2:起偏器（单反相机镜头前的偏振片起类似的作用）

我提供的解释，都是围绕这三大“器件”进行的，那位Bo Zhang的解释，也一样的思路。

我唯一提请大家注意的问题是，我上面答复中提到过的“点光源”还是“柱光源”问题。

—— 最后，本人觉得这些讨论，涉及到的光学内容有点不够大众化，

也许不适合在这个论坛继续展开了。也顺便答复“摄影之友”朋友，并感谢lili替我圆场，

我第一个回复中标题用到的“应该”，确实是一种有一定倾向性的揣测语气，如果我把

“应该”两字拿掉，您再读读，那就是肯定语气了。后面我也提到了，而且也再次重申：

“我也不是砖家，给的是分析意见而不是答案和结论，抛砖引玉供大家讨论。”

lili和其他朋友提供的有关PS的分析，我认为有各自的道理，我不质疑。

我最大的目的，恐怕是想说明，这种样子的彩带不是能一眼就断定其没有存在的科学依据，

并向大家分享我所了解的大学光学课程中一个有趣的现象。

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作者: 大清太平 时间: 2014-2-15 02:20
标题: 回复：俺想再问大清哥两个问题

不是不锈钢，是塑料的（那个链接中，图注有说明）。双折射是“折射”，是要进出塑料餐具内部的。

我现在不清楚的是，光源是在纸面后面呢还是前面；如果是前面，反射过程会参与，如果在纸面后面，反射就不一定参与了。

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-15 06:04
标题: 回复：回复：俺想再问大清哥两个问题

谢谢答复！

那中间的一堆东东是玻璃（或透明塑料）碎片吧。俺也在琢磨，拍这“双折射狂欢”的光照是在哪个方向。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-15 06:09
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

俺不明白您说的“屏幕”和“纸面”指的什么。能否解释一下？谢谢啦！

您这里提供的图，也说明了您先前“一个辐射状分布(并指向某个中心点）”的论断并不正确。这干涉图跟那“彩虹”一点也不象。

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-15 06:12
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

您这里的图也佐证了“摄影之友”先生对您的彩虹生成原理猜测的质疑。

俺看，“摄影之友”先生只是以学长（也可能学界长辈，那传说中的“臭老九”一类的

）的口气规劝一两句而已，没有争吵或争论的场面，所以也谈不上什么圆场。他/她帖子中提到的两条理由，倒是应当重视的。

俺同样觉得，因干涉而产生的条纹应该是一组，而不是孤单的一条。在某一条带的两侧，两束光波的相位差增加或减少360度的地方也会出现条带。充其量，条带的明暗对比度因其他原因而有所不同。这正是光的波动性的体现。因此，俺觉得“飞机上拍摄到的彩虹”图片中的彩虹不大可能是由于“干涉”而产生的。

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本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2014-2-14 22:21:44

作者: 大清太平 时间: 2014-2-15 07:30
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

我用的"辐射状发布“、”中心点”等，也许字面上说不严格，但表示的现象就是，从某些角度看，条带不是等宽的，靠近光源

的地方窄，远的地方宽。看起来像个发射状。

我提到纸面、屏幕，是在讲这个干涉场，从哪个角度观看的问题。“屏幕”指观测屏幕，条带的投影平面。展示光学实验效果的屏幕。

而“纸面”，是指示意图所在平面。

关于有多组（一组指一套完整色彩）图案的可能性，理论上说，肯定是应该有多组，这个我没有问题。

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作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-15 10:57
标题: 回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：回复：向大清哥请教（图）

谢谢大清哥答复！

“不正确”之处，不是“辐射状分布”，而是已用黑体字表明的“指向某个中心点”。事实上，在众多辐射状条带中，至多只有4条是直的，也只有它们是指向“中心”的。所有其他辐射状条带都是弯的，指向两振源中心连线上的若干个非“中心”点，两两连接成若干条四次曲线（平面上的）形状走向的无穷条带。当然是越远条带越宽，因为渐变的“黑-灰-白”要覆盖全平面啊。

真不好意思

，俺还是不明白您这“纸面”指的是什么。那“示意图”不是投影到“屏幕”上去了吗？“纸”在哪儿呀？难道您说的“示意图”是画在纸上，用老式的（估计得二十多年前的了吧）反射式overhead 投影机投射，而不是把它存在电脑“文件”中通过电脑投影仪投射到屏幕上去的？

从电脑屏幕上看，视线与屏幕在重垂方向的夹角大小，倒是影响（其程度依赖于电脑显示屏的质量）图像的视觉色彩和明暗，但不影响线条的主要几何性状。

从图像上“一条（一组彩色的）条带”跟“相邻的多条（多组彩色的）”的本质区别来看，“飞机上拍摄到的彩虹”图片中的彩带似乎不大可能是由于“干涉”而产生的。有哪位能人高手来帮个忙，在实验室中试试能否复制出那“拍摄到的彩虹”。多谢！

作者: gaoxiao 时间: 2014-2-15 22:54
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?

http://www.zhuitutu.com/html/2012/hp_0405/4169.html

作者: zuixinxiaohua 时间: 2014-2-15 22:57
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?

http://m.mahua.com/xiaohua/46868.htm

作者: 大清太平 时间: 2014-2-15 23:17
标题: 层数太多了：这里答复楼上一条（图）

我的描述比较侧重于物理概念，您对准确的数学图像抠得严格

我提到的“中心点”意思其实非常简单，是单个辐射状图形的汇聚点（说顶点、汇聚点也许就不会误会了）。而各个辐射状的汇聚点，如您说言，位于两光源之间的那条连线上。如果观察者从很远的并且偏离中心线（两光源之间连线的垂直线）的地方观察，视觉上，会感觉到每个条带都最终聚焦在两光源之间的那片中心区域，当然这不是很严格的数学图像。

看来我用的“屏幕”“平面”的说法把您弄糊涂了。还是用下面这个图比较容易些：

“屏幕”，是指最右下边的带有条带的那个物件。注意，按照图中的设置，它和其它物件看起来是平行的。是观看干涉场的探测器。在“屏幕”的位置上，也可以放照相机。“纸面”，是指和这个“屏幕”垂直的并穿过尖劈中心的平面。

在“屏幕”的位置上，照相机。干涉场是“各向异性”的；并且两个理想点光源形成的干涉场又和非点光源形成的干涉场是很不一样的。我们能看到什么，完全取决于屏幕替我们做盲人摸象，因此原则上说，我们可能看到的图像远比众所周知的那几个平行条带，复杂得多。具体说，取决于我们所设置的“屏幕”的下面特性：

1，尺寸大小，几何形状。比如小屏幕时，也许只能看到局部的少量的光带。

2，屏幕的位置取向，是近场还是远场，是中心轴方向，还是其两侧。在两侧、远场的情况下，多见弯曲的光带。

3，屏幕平面相对于图中与其他物件平行面的倾斜以及偏转角度（用雷达的语言，叫方位角和仰角）；换成照相机的话，镜头平面是垂直于中心轴，还是向下向上，向左向右。如果要看到那种辐射状的条带，下图屏幕的位置和角度，显然是不行的。

4，如果是照相机镜头的话，镜头的光学特点，拍摄使用的焦距等因素，又对上面1，2，3因素产生影响，大大提高了问题的复杂性。

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作者: taijiale 时间: 2014-2-15 23:27
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?

http://bbs.nantaihu.com/simple/?t90618756.html

作者: 冷眼看戏的Lili 时间: 2014-2-16 01:59
标题: 回:“层数..."

非常感谢您的答复！

关于干涉条带“指向某个中心点”的说法，俺明白您的意思了。您是学物理出身的，从手头的局部（那个小扇形）干涉图中，粗略地得到条带都“指向某个中心点”的印象是完全可以理解的。俺只是从物理和数学的原理出发，量化地分析计算，得到与之略微不同的结论。实际上，您的“指向某个中心点”论断还是很接近真实情况的。数学上，如果把每个条带的中间线看成平面上的一条曲线，在其中任一条上的任一给定点上，画该曲线的切线，考察这切线与两振中连线的交点，我们会发现：当曲线上的点趋于无穷远时，上述交点位置的极限就是那“中心点”。这就是说，想象这干涉图画得很大很大，而观察者又站得很远很远，那么看起来这些干涉条带就几乎是指向某个中心点了。

至于“纸面”一说，俺现在不糊涂了。那“纸”并不存在，它只是您在考虑问题时脑中想象的（辅助工具）但又没有把它的位置说出来或画出来的东东。屏幕上干涉条纹的视觉形态当然跟屏幕大小、相对于光束方向的位置和角度有关，也跟光学镜片的设计以及加工精度有关。在理想情况下，近中心区域的干涉图像就应象您附图中那样的平行条纹。

再次感谢大清哥耐心指教！

作者: lilidifang 时间: 2014-2-22 10:46
标题: 回复：飞机上拍摄到的彩虹?（图）

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