長虹飲澗，這是古人對一種自然現象的描繪。相傳在雨后初晴之時，人們能夠看到一道彩虹懸掛在山澗之中，仿佛是在飲水。這一景象在古代引起了人們的極大興趣和好奇。在宋神宗熙寧年間，沈括出使契丹，到達極北的黑水境永安山下。當時，剛剛雨過天晴，他和同僚一起觀看到這一奇觀。沈括詳細記錄了這一現象，描述了彩虹兩端垂于澗中的情景，以及人們在澗中隔虹而立的奇妙體驗。孫彥先提出，虹實際上是雨中的日光影像。陽光照射在雨珠上，發生折射和反射，從而形成了彩虹。這一解釋揭示了彩虹形成的根本原因，即空氣中的水滴和陽光的相互作用。彩虹的出現與天氣變化息息相關。當東方出現虹時，通常預示著晴天；而當西方出現虹時，則預示著可能要下雨。這是因為虹的形成需要空氣中有足夠的水滴，而這些水滴往往是降雨的產物。此外，彩虹的色彩鮮艷程度和寬窄也與空氣中小水滴的大小有關。水滴越大，彩虹越鮮亮，越窄；反之，則越淡，越寬。因此，冬天由于氣溫較低，空氣中的水滴較少，所以彩虹出現的機會也相對較少。彩虹并非固定在空中的特定位置，而是觀察者所見的一種光學現象。它看起來的位置會隨著觀察者的移動而改變。當太陽位于地平線以上42度時，彩虹會在地平線以下，因此無法直接看到。沈括的記錄為后人研究和理解這一自然現象提供了寶貴資料。通過他細致的觀察和準確的描述，我們得以更深入地了解彩虹形成的科學原理，以及它與天氣變化之間的關系。