日晕（特别是最常见的22度晕）呈现“内红外紫”的颜色顺序，其根本原因在于冰晶对阳光的折射和光的色散，遵循物理学中的最小偏向角原理。以下是详细解读：
1.
核心元件：六角柱状冰晶
* 日晕主要由高空卷云或卷层云中的六角柱状冰晶产生。
* 这些冰晶像微小的透明棱柱或铅笔。
2.
关键物理过程：折射与色散
* **折射：** 当光线从空气进入冰晶（或从冰晶进入空气）时，其传播方向会发生偏折（折射）。
* **色散：** 阳光（白光）是由不同波长（颜色）的光组成的混合光。冰（和水一样）对不同波长的光具有不同的折射率。**红光波长最长，折射率最小；紫光波长最短，折射率最大。** 这意味着当白光被折射时，不同颜色的光会被不同程度地偏折，从而分离开来，形成光谱。这就是光的色散现象。
3.
决定性因素：最小偏向角
* 对于特定形状的棱镜（包括六角柱冰晶的特定棱角），存在一个特定的入射角，使得光线穿过棱镜后产生的**总偏转角最小**。这个特定的总偏转角称为**最小偏向角**。
* 在形成22度晕时，光线主要是通过冰晶的**90°棱角**（即相邻两个侧面的夹角）发生折射。计算和实验都表明，对于冰晶，这个路径的最小偏向角非常接近**22°**。这就是22度晕名称的由来。
4.
最小偏向角与颜色的关系
* 由于不同颜色的光折射率不同（色散），它们对应的**最小偏向角也不同**。
* **折射率小的光（红光）最小偏向角也较小。**
* **折射率大的光（紫光）最小偏向角也较大。**
* 具体数值（以冰为例，近似值）：
* 红光 (656 nm)： 最小偏向角 ≈ 21.7°
* 橙光/黄光： ≈ 21.8° - 22.0°
* 绿光： ≈ 22.1°
* 蓝光： ≈ 22.3°
* 紫光 (405 nm)： 最小偏向角 ≈ 22.4°
5.
晕环颜色的形成：观察者的视角
* 天空中有无数随机取向的冰晶。对于观察者来说：
* 只有那些**光线路径恰好满足最小偏向角条件**的冰晶，才能将光线有效地折射到观察者的眼睛里。偏离这个角度的光线要么很弱，要么被折射到其他方向去了。
* 因此，观察者看到的22度晕环，实际上是由所有满足最小偏向角条件的冰晶贡献的光组成的。
* **为什么内红外紫？**
* **红光（最小偏向角 ≈ 21.7°）**： 只有那些能将红光以大约21.7°角折射到观察者眼睛的冰晶才有效。这个角度最小，所以红光出现在**离太阳最近的内侧**。
* **紫光（最小偏向角 ≈ 22.4°）**： 只有那些能将紫光以大约22.4°角折射到观察者眼睛的冰晶才有效。这个角度最大，所以紫光出现在**离太阳稍远的外侧**。
* **中间颜色**： 黄、绿、蓝光的最小偏向角介于两者之间，因此它们依次排列在红光和紫光之间。
6.
与彩虹的对比（重要区别）
* 彩虹（主虹）是“内紫外红”，顺序与日晕相反。这是因为形成机制不同：
* **彩虹：** 由水滴内部的**一次反射和两次折射**形成。红光偏向角小（约137.5°），紫光偏向角大（约139.5°）。由于观察者背对太阳，这个大的偏向角意味着红光出现在彩虹圆环的外侧（离太阳的反方向更远），紫光在内侧（离太阳的反方向更近）。简而言之，彩虹是“反射虹”，光线在水滴内多走了一次反射路径，导致色序反转。
* **日晕：** 主要由冰晶的**纯折射**（无内部反射或反射作用很小）形成，遵循最小偏向角原理。红光最小偏向角最小，出现在内侧；紫光最小偏向角最大，出现在外侧。
总结
日晕（22度晕）呈现“内红外紫”的颜色顺序，其物理学本质是：
冰晶折射： 六角柱冰晶对阳光进行折射。
色散： 冰对不同波长的光折射率不同（红光折射率最小，紫光最大）。
最小偏向角原理： 光线以最小偏向角穿过冰晶时效率最高。红光的最小偏向角最小（约21.7°），因此出现在晕环内侧；紫光的最小偏向角最大（约22.4°），因此出现在晕环外侧。其他颜色按最小偏向角大小依次排列在中间。
这种颜色排列是冰晶折射晕的典型特征，与水滴反射折射形成的彩虹色序相反。
