Замечено, что яркость радуги меняется в зависимости от того, какое количество дождевых капель находится в воздухе, и от величины капель. Радуга тем ярче, чем крупнее капли дождя. Вспомните, как ярка радуга при сильном летнем дожде.
От величины дождевых капель зависит также, какой цвет будет преобладать в радуге. Так, капли диаметром от 0,5 до 1 миллиметра дают радугу с яркими фиолетовой и зеленой полосами. Когда размеры капелек значительно меньше, в радуге малозаметна красная полоса, а более выделяется желтая. Капельки диаметром в 0,1 долю миллиметра и несколько меньше дают яркую красивую радугу, несколько более широкую, чем обычно. А когда радугу образуют совсем мелкие капельки, диаметром не более 0,03—0,05 миллиметра, в ней появляется белая полоса, а сама радужная полоса выглядит шире.
Вообще чем меньше величина капелек воды, дающих явление радуги, тем белесоватее оттенки радужных цветов, а также тем шире радужная полоса. Значит, по виду радужных полос можно определить величину образующихся дождевых капель.
Интересно, что в последние пять — десять минут перед заходом солнца все цвета в радуге, кроме красного, начинают исчезать, остается одна красная дуга. Порой она бывает очень яркой и видна после солнечного захода.
Ну, а каково происхождение двух, трех и более радуг одновременно?
Возможны случаи, когда солнечный луч не один раз, а дважды отражается от внутренней стенки капли. При этом и образуется двойная радуга, имеющая вид двух радужных дуг, расположенных одна над другой. Цвета в них располагаются как бы в обратном порядке: если у нижней радуги ее верхняя часть красная, а нижняя фиолетовая, то у верхней радуги в красный цвет окрашена ее нижняя часть, а в фиолетовый — верхняя.
Над большими водоемами иногда появляется вместе с радугой в ее обычной форме радуга «вверх ногами* — перевернутая. «Секрет* здесь в том, что радуга может появляться и в тех случаях, когда в каплях дождя отражаются не прямые солнечные лучи, а отраженные водой рек, озер, морских заливов.
Редкая и очень красивая картина!
Наконец, появляется радуга и в зимнее время. Роль дождевых капель могут выполнять кристаллики замерзшей воды.
Игра света
Еще раз вспомним наши примеры с призраками, приведенные в самом начале книги.
Видение Грозного... Как оно могло быть?
Но прежде — свидетельства истории. «Слово о полку Игореве»:
«Храбро сражались русские воины, и серым волком бежал половецкий хан, спасаясь за великую реку. Русская рать двинулась дальше, изгнать иноземцев с Русской земли. Но наступило ненастье. Черные тучи поползли по небу, и четыре солнца засияло над Русской землей. «Быть большой беде», — говорили воины, глядя на это чудо. И скоро с Дона-реки и от южного моря полетели стрелы половецкие».
XVI век... Войска Карла V осаждают немецкий город Магдебург. Уже больше года длится осада. Император приказал готовиться к решительному штурму. И вдруг невиданное событие: над осажденным городом появилось три солнца! «Этот город защищает сам бог», — решил Карл V и приказал своим войскам отступать.
Неизвестный летописец свидетельствует: «В 7293 (1785) году явилось знамение в именитом граде Ярославле, с утренних часов стрял... круг до полудня с тремя солнцы, и при сих к полудни явился второй круг, в нем крест с короною, и солнце мрачное, и под большим кругом явилося подобно радуге...»
1928 год. Смоленская область. Город Белый. В один из майских дней сотни людей с интересом наблюдали на небе необыкновенную картину. Около восьми-девяти часов утра вправо и влево от солнца появилось два ярких, окрашенных в радужные тона ложных солнца. Они имели короткие, слегка изогнутые белесые хвосты. Настоящее солнце находилось в центре светящегося круга. Затем появилось несколько светящихся дуг.
Год 1964-й. 21 февраля во второй половине дня в нескольких районах Молдавии, по сообщению метеорологов, наблюдалась такая картина: солнце находилось в центре двух радужно окрашенных кругов разного диаметра. На малом круге, по обе стороны от солнца, светились два ярких продолговатых пятна красного цвета, по величине равные солнцу, а вокруг них — еще два круга. Кроме того, еще три ложных солнца расположились на большом круге.
Три и четыре солнца. Крест с короной. Круги на небе... Что за необычные видения! Что тут от фантазии и что от природы?
Нетрудно понять, что люди прошлых веков, напуганные невиданным, часто «видели» в небесной вышине и то, чего на самом деле не было в помине. Но ведь таких же, по существу, небесных призраков описывают в наши дни. Как могут получаться столь необыкновенные изображения в воздухе?
В науке эти атмосферные явления называют «гало». Известно очень много его форм — простых и сложных. Чаще на небе появляются два ложных солнца — по ту и по другую сторону от настоящего солнца. Иногда над солнцем появляется третье светлое пятно. Именно его раньше историки именовали короной.
Иной раз вы видите один светлый, слегка окрашенный в радужные тона круг, опоясывающий дневное светило. А то после солнечного заката на потемневшем небе вдруг возникает огромный светящийся столб, окрашенный вечерней зарей в красноватые тона.
Автору этой книги вспоминается детство, когда в том селе, где
он жил, в один из вечеров это «видение» появилось на небе. Время было тревожное. На деревни то тут, то там нападали банды. Ночью нередко ухали выстрелы. Удивительно ли, что необычное природное явление вызвало сильное волнение в селе? Крестьяне стояли на улице, вполголоса обсуждая непонятное.
Школьный учитель долго убеждал суеверных мужиков в том, что их земные дела не имеют никакого отношения к небесным явлениям. Ему так и не удалось их переубедить. «Быть беде!» — было единодушное мнение. И поскольку в те годы беда не заставляла себя звать, сколько людей остались тогда убежденными в своих суеверных представлениях о потустороннем предзнаменовании!
Между тем, если говорить о гало, то понять причины их появления совсем не трудно.
Изучая появление на небе гало, ученые уже давно заметили, что они бывают тогда, когда солнце затянуто белой, блестящей дымкой — тонкой пеленой высоких перистых или перисто-слоистых облаков. Такие облака плавают на высоте 6—8 километров над землей и состоят из мельчайших кристалликов льда, которые имеют чаще всего форму шестигранных столбиков или пластинок.
Поднимаясь и опускаясь в потоках воздуха, ледяные кристаллики, подобно зеркалу, отражают или, подобно призме, преломляют падающие на них солнечные лучи. При этом от некоторых кристалликов отраженные лучи могут попадать в наши глаза.
Тогда/мы и наблюдаем различные формы гало.
Вот одна из тех форм, с которой вы уже познакомились: светлый горизонтальный круг, опоясывающий небо параллельно горизонту. Исследователи проводили специальные опыты и нашли, что он возникает благодаря отражению солнечного света от боковых граней ледяных шестигранных кристалликов, плавающих в воздухе в вертикальном положении.
Лучи солнца падают на такой кристаллик, отражаются от него, как от зеркала, и попадают нам в глаза. Но наши глаза не могут обнаружить искривления световых лучей, поэтому мы видим отраженное изображение солнца не там, где оно находится в действительности, а на прямой линии, идущей от глаз, причем изображение будет видно на той же высоте над горизонтом, что и действительное солнце.
Это явление подобно тому, как мы видим в зеркале изображение электрической лампочки одновременно с самой электрической лампочкой.
В воздухе находится очень много таких вертикально плавающих кристалликов-зеркал. Все они отражают от себя солнечные лучи. Зеркальные изображения солнца, попадающие к нам в глаза от отдельных кристалликов, сливаются, и мы видим сплошной светлый круг (см. рис.).
А вот другой случай, когда отражение лучей солнца от ледяных кристалликов дает особую форму гало. Солнце только что ушло за горизонт, и на вечернем небе вдруг появляется светлый столб. Иногда на фоне зари он имеет красноватый цвет, и тогда нередко разыгрывается фантазия суеверных людей.
Что же происходит в действительности? В этой игре света участвуют ледяные пластинки, плавающие в атмосфере в горизонтальном положении. Лучи солнца, которое только что ушло под горизонт, падают на колеблющиеся нижние грани таких пластинок, отражаются и попадают в глаза наблюдателя. Когда кристалликов в воздухе много, зеркальные отображения солнца, попадающие к нам в глаза от отдельных ледяных пластинок, сливаются в одно, и мы видим растянутое, искаженное до неузнаваемости изображение солнца. На небе возникает светящийся столб.
С явлением, подобным этому, каждый из нас встречался не раз. Вспомните солнечную или лунную дорожку на воде. Здесь вы видите такое же искаженное отражение солнца (или луны). Только роль зеркала в данном случае выполняет поверхность воды.
Такое же явление наблюдается в зимнее время над уличными фонарями.
А иногда этот вид гало можно увидеть во время снегопада, при тихой погоде. Снежинки, падающие на землю, отражают от себя солнечный свет, и на небе появляется большой светлый столб.
Ну, а как же образуются гало-круги у солнца? И тут «виновники* — солнечный свет и кристаллики атмосферного льда. Но только свет не отражается от кристалликов, а преломляется в них, подобно
тому как преломляется свет в стеклянной призме, разлагаясь на свои спектральные, радужные составные части. Вот почему и бывают окрашены такие круги в радужные тона.
Гало-круг образуется в тех случаях, когда в воздухе находится много шестигранных ледяных кристалликов. Они и преломляют солнечные лучи. Большинство преломленных лучей мы не видим, они рассеиваются в воздухе, но от некоторых кристалликов в наши глаза попадают и направленные лучи. Такие кристаллики располагаются на небе по окружности вокруг солнца. Все они кажутся нам освещенными. В этом месте мы и видим радужный круг.
Радиус его бывает 22 и 46°, то есть мы видим их под углом 22 и 46°.