附译文:

相传虹能到溪流或山涧里喝水,确实如此。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。那个时间刚好雨后初晴,彩虹出现在帐篷前的山涧中,我和同事靠近山涧观赏它,看到一条虹的两端都垂到涧中。叫人越过山涧,隔着虹相对站立,距离大概有几丈,中间如隔着一层薄纱。当站在涧的西边往东看就能看见,当站在涧的东边往西看,在阳光的闪烁下什么都看不见。过了很久虹稍微偏向正东方,越过山峰而离去了。第二天走了一段路,又看到了虹。孙彦先说:“虹是雨里面太阳的影子,太阳照射雨后就会出现。”

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熙宁八年(公元1075年),沈括奉诏出使辽国。在使辽途中,他注意观测和考察了所遇见的种种自然奇观。本则笔记记述的就是他在北方见到的虹这一光折射现象。

 虹是空气中水珠对日光折射的结果。雨过天晴,阳光照到空中的水珠上,由于太阳光包含了七种不同频率的光波,这些光波折射的方向不同,从而形成了七色的光环,这就是虹。沈括引用孙彦先的话解释了虹的成因:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之。”这一见解无疑是正确的。

 另外,他还观测到虹在天空的位置及运动方向。沈括发现,虹与太阳的位置是相对的。当傍晚太阳偏西的时候,虹就出现在东方,人“自西望东则见”。同时,傍晚的太阳在天空运行的轨迹是向西北运行,因此虹相应地向东运动。

沈括的观察极为细致,而他的观察结果也是符合科学原理的,因而代表了宋代天象观测的最高水平。

  [孙彦先]孙思恭的字。孙为宋代登州(今山东蓬莱)人,曾考中进士,精通天文历算之学。

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