Кристаллики призмы
Возможно, кто то из читателей видел такое гало: светлое, окрашенное в радужные тона кольцо вокруг солнца. Этот вертикальный круг возникает тогда, когда в атмосфере находится много шестигранных ледяных кристалликов, не отражающих, а преломляющих солнечные лучи подобно стеклянной призме. При этом большинство лучей, естественно, рассеивается и до наших глаз не доходит. Но какая то их часть, пройдя сквозь эти находящиеся в воздухе призмочки и преломившись, до нас доходит, вот мы и видим радужный круг вокруг солнца. Радиус его около двадцати двух градусов. Бывает и больше – в сорок шесть градусов.
Почему радужный?
Как известно, проходя через призму, белый световой луч разлагается на свои спектральные цвета. Поэтому то образуемое преломленными лучами кольцо вокруг солнца окрашивается в радужные тона: внутренняя его часть бывает красноватая, наружная – синеватая, причем внутри кольца небо кажется темнее.
Замечено, что гало круг всегда более ярок по бокам. Это потому, что здесь пересекаются два гало – вертикальное и горизонтальное. И ложные солнца образуются чаще всего именно в месте пересечения. Наиболее благоприятные условия для появления ложных солнц складываются тогда, когда солнце стоит невысоко над горизонтом и часть вертикального круга уже нам не видна.
Какие же кристаллики участвуют в этом «представлении»? Ответ на вопрос дали специальные эксперименты. Оказалось, что ложные солнца появляются благодаря шестигранным кристаллам льда, по своей форме напоминающим… гвозди. Они плавают в воздухе вертикально, преломляя свет своими боковыми гранями.
Третье «солнце» появляется, когда над настоящим солнцем видна лишь одна верхняя часть гало круга. Порой это отрезок дуги, иной раз светлое пятно неопределенной формы. Иногда ложные солнца не уступают по яркости самому Солнцу. Наблюдая их, древние летописцы и писали о трех солнцах, об отрубленных огненных головах и т.п.
В связи с этим явлением в истории человечества зафиксирован любопытный факт. В 1551 году немецкий город Магдебург был осажден войсками испанского короля Карла V. Стойко держались защитники города, уже больше года длилась осада. Наконец раздраженный король отдал приказ готовиться к решительной атаке. Но тут произошло невиданное: за несколько часов до штурма над осажденным городом засияли три солнца. Смертельно напуганный король решил, что Магдебург защищают небеса, и приказал снять осаду.
Парад суеверий
Теперь уже, думается, нетрудно будет понять, как возникают на небе светящиеся кресты, которые и в наш век пугают иных людей.
Разгадка здесь в том, что не всегда мы видим на небе ту или иную форму гало полностью. Зимой, при больших морозах, как уже было сказано, по обе стороны солнца появляются два светлых пятна – части вертикального гало круга. Так бывает и с проходящим через солнце горизонтальным кругом. Чаще всего видна лишь та его часть, которая примыкает к светилу, – на небе видны как бы два светлых хвоста, тянущихся от него вправо и влево. Части вертикального и горизонтального кругов при этом пересекаются и образуют как бы два креста по обе стороны от солнца.
В другом случае мы видим у солнца часть горизонтального круга, пересекающегося светящимся столбом, который от солнца идет кверху и книзу. И снова образуется крест.
Наконец, бывает и так: на небе после захода солнца видны светящийся столб и верхняя часть вертикального круга. Пересекаясь, они тоже дают изображение большого креста. А порой такое гало напоминает старинный рыцарский меч. И если он еще окрашен зарей, то вот вам окровавленный меч – грозное будто бы напоминание небес о грядущих бедах!
Научное объяснение гало – яркий пример того, как обманчива бывает порой внешняя форма какого либо природного явления. Кажется, что то крайне загадочное, таинственное, а разберешься – от «необъяснимого» не остается и следа.
Легко сказать – разберешься! На это уходили годы, десятилетия, века. Сегодня каждый человек, заинтересовавшись чем либо, может заглянуть в справочник, полистать учебник, погрузиться в изучение специальной литературы. Спросить, наконец! А были ли такие возможности в средние, скажем, века? Ведь тогда и знаний таких еще не накопили, и наукой занимались одиночки. Господствующим мировоззрением была религия, а привычным мироощущением – вера.
Французский ученный К. Фламмарион просмотрел под этим углом зрения исторические хроники. И вот что выяснилось: составители хроник нисколько не сомневались в существовании прямой причинной связи между таинственными (вернее, казавшимися тогда таинственными) явлениями природы и делами земными.
В 1118 году, в царствование короля английского Генриха I, на небе появились одновременно две полные луны, одна на западе, а другая на востоке. В том же году король победил в битве.
В 1120 году среди кроваво красных облаков появились крест и человек, состоявшие из пламени. В том же году шел кровавый дождь; все ожидали светопреставления, но дело кончилось только гражданской войной.
В 1156 году несколько часов подряд блестели вокруг солнца три радужных круга, а когда они исчезли, возникли три солнца. Составитель хроники усмотрел в этом явлении намек на ссору короля с епископом Кентерберийским в Англии и на разрушение после семилетней осады Милана в Италии.
В следующем году опять появились три солнца, а посредине луны был виден белый крест; понятное дело, летописец это тотчас связал с раздорами, сопровождавшими избрание нового папы римского.
В январе 1514 года в Вюртемберге были видны три солнца, из коих среднее больше боковых. В то же время на небе появлялись окровавленные и пылающие мечи. В марте того же года опять были видны три солнца и три луны. Тогда же турки были разбиты персами в Армении.
В 1526 году ночью в Вюртемберге были видны в воздухе окровавленные воинские доспехи…
В 1532 году около Инсбрука видели в воздухе чудесные изображения верблюдов, волков, изрыгающих пламя, и, наконец, льва в огненном круге…
Были ли все эти явления на самом деле – не так уж для нас теперь важно. Важно, подчеркиваю, что с их помощью, на их основе истолковывались реальные исторические события; что люди смотрели тогда на мир сквозь призму своих искаженных представлений и потому видели то, что хотели видеть. Их фантазия порой не знала границ. Фламмарион назвал невероятные фантастические картины, нарисованные авторами хроник, «образчиками артистического преувеличения». Вот один из таких «образчиков»:
«…В 1549 году луна была окружена гало и параселенами (ложными лунами. – В.М. ), около которых видели огненного льва и орла, разрывающего собственную грудь. Вслед за этим появились горящие города, верблюды, Иисус Христос на кресле с двумя разбойниками по бокам и, наконец, целое собрание – по видимому, апостолов. Но последняя перемена явлений была всего ужаснее. В воздухе появился громадного роста человек, жестокого вида, угрожавший мечом молодой девушке, которая плакала у его ног, прося помилования…»
Какие нужны были глаза для того, чтобы видеть все это!
Легенда альпийских гор
Давно – не помню сейчас уже где и когда, – читал я эту легенду.
Много лет назад в швейцарских кантонах вспыхнуло народное восстание. Страна была тогда под игом иноземных захватчиков. Восстание возглавили трое братьев. Все они были храбрые, сильные люди.
Бесстрашно сражались за свободу и независимость восставшие, но силы их все таяли и таяли. Настал день, когда трое храбрых братьев остались одни. Отбиваясь от врагов, они уходили все выше в горы. Наконец, солдаты прекратили погоню и ушли вниз. Что могли им сделать три человека, загнанные в снежные горы?
А трое братьев остались наверху. Они предпочли умереть здесь свободными, чем быть рабами внизу. Так сильна была их любовь к свободе. И эта любовь победила смерть! Братья не умерли, а ушли внутрь горы дожидаться того великого дня, когда люди будут свободными.
С тех пор они дремлют в горе, видят сны. Им снится свобода и счастье родной страны, свобода и счастье на всей земле.
Время от времени один из братьев выходит из горы и поднимается на ее ледяную вершину. Тогда люди, живущие в долинах, видят на фоне облаков его исполинскую тень. Он оглядывает мир и, печальный, возвращается к своим братьям. «Нет еще! – говорит он. – Великий день освобождения не наступил».
Братья грустно вздыхают, и с горы скатываются вниз лавины…
Легенда есть легенда, но вот совсем не сказочная история – она произошла в наши дни в тех же Швейцарских Альпах.
Группа туристов поднималась на одну из горных вершин. Люди все были молодые, за исключением проводника, старика горца. Многие из них попали в горы впервые. Сначала все шли быстро и бодро. Но чем выше забирались альпинисты, тем труднее становилось идти. Скоро каждый из них почувствовал сильную усталость. Только проводник шел, как и прежде, ловко перепрыгивал через расщелины, быстро и легко взбирался на выступы скал.
Вокруг открывалась замечательная картина. Всюду, куда хватало глаз, высились заснеженные пики гор. Ближние из них сверкали в лучах ослепляющего солнца. Далекие пики казались голубоватыми. Вниз уходили крутые скаты, переходящие в ущелья. Яркими пятнами выделялись светло зеленые альпийские луга.
Когда путешественники поднялись на высоту около двух километров, с севера подул холодный ветер, небо быстро закрылось густыми темными облаками, пошел мелкий дождь. Пелена дождя и тумана, надвинувшаяся незаметно, закрыла все.
Уставшие, промокшие люди начали думать уже о том, чтобы возвращаться обратно, не дойдя до вершины. Но проводник сказал, что скоро можно будет отдохнуть. И действительно, через четверть часа они подошли к небольшой, почерневшей от времени хижине. В домике было запасено сухое топливо – такой в горах обычай, – и через несколько минут в печи запылал огонь. Повеселевшие туристы грелись, сушили мокрую одежду, готовили еду…
Через два часа на небе вновь появилось солнце, и отдохнувшие путешественники решили подниматься выше. Теперь они двигались медленнее, экономя свои силы. Наконец достигли одного из боковых пиков горы, на которую взбирались.
Сильный северный ветер по прежнему гнал к югу облака. Солнце уже опустилось к горизонту, и его лучи падали на людей снизу вверх. И тут случилось неожиданное.
Один из молодых людей перегнал проводника и первым поднялся на вершину. В тот же момент, как он ступил на скалу, на востоке, на фоне облаков, показалась громадная тень человека. Она была видна настолько ясно, что люди остановились как по команде. Но проводник спокойно посмотрел на гигантскую тень, на застывших в испуге молодых людей и, усмехнувшись, сказал:
– Не бойтесь! Это бывает, – и тоже поднялся на скалу.
Когда он встал рядом с туристом, в облаках появилась еще одна большая тень человека.
Проводник снял с себя теплую войлочную шляпу и помахал ею. Одна из теней повторила его движение: огромная рука поднялась к голове, сняла шляпу и помахала ею. Молодой человек поднял кверху свою палку.
То же самое проделала его исполинская тень. После этого каждый из туристов захотел, конечно, взобраться на скалу и увидеть в воздухе свою тень. Но скоро облака закрыли уходящее за горизонт солнце, и необыкновенные тени исчезли.
Призрак рассекречен
Историки науки это довольно редкое явление природы называют «броккенским призраком» – по названию горы Броккен в ГДР. На этой горе еще много веков назад наблюдали огромные тени. Суеверным людям они казались выходцами из потустороннего мира. В народе говорили, что это «шабаш ведьм».
Между тем причины появления таких теней вполне естественны. В часы, когда солнце находится у горизонта, а альпинисты поднимаются на горную вершину, солнечные лучи освещают фигуры. Тени их падают на пелену густого тумана или облака, и на них, как на далеком большом экране, появляются огромные силуэты.
Нечто подобное знакомо всем: вспомните, что получается, если в большой затемненной комнате встать между лампой и стеной ближе к лампе. На стене возникнет ваша тень, и она будет значительно больше вас.
Горные «привидения» возникают, конечно, не только на горе Броккен. На любой вершине при известных условиях – когда есть туман, облака и солнце – вы можете увидеть «броккенский призрак». В 1958 году подобное явление в горах Сихотэ Алиня наблюдал один инженер геолог.
Проводя геологическую разведку, он вместе с товарищами поднимался на одну из вершин Сихотэ Алиня – Тавайзу, возвышающуюся почти на тысячу метров над уровнем моря. Солнце спускалось к горизонту. Часть гор, окружавших Тавайзу, была закрыта облаками. Одно облако двигалось на уровне вершины горы, и в то время, когда оно оказалось напротив стоявших на вершине геологов, на нем, как на экране, возникло кольцо огромного диаметра, подобное радуге, вокруг него еще два более слабых цветных кольца, а в центре этих колец появилась фигура человека великана.
Несколько лет назад я получил от одного из читателей, горнолыжника, письмо: «Недавно мне довелось увидеть редкое природное явление. Мы тренировались в горах по скоростному спуску. И вдруг над ущельем, высоко над горизонтом, появилась группа великанов. Их было столько же, сколько и нас. Фигуры выглядели тенью на туманном фоне. Все четко и ясно, как проекция на огромном экране. Вокруг каждого великана светился радужный ореол. Каждый из нас в одной из теней узнавал себя».
Надо сказать, что наблюдают это явление не только в горах. С «броккенским призраком» встречаются порой летчики. Пролетая в облаках, они видят серый призрак самолета, окруженный радужным кольцом. А люди, побывавшие на Крайнем Севере, рассказывают, что неоднократно наблюдали во льдах появление больших теней. Это бывает, когда полярное солнце, стоящее у горизонта, светит особенно ярко и стоит туман.
Снова о спектре
Ну, а радужные круги вокруг теней? Вспомним снова: белый свет – свет сложный. Его с помощью призмы можно разложить на составные части и получить спектр. Всем известная красавица радуга – это тот же спектр, только, конечно, не столь чистый и точный, какой получают в лабораторных условиях. Ведь ученый имеет дело с правильной, хорошо обработанной призмой из специального оптического стекла, а в природе призмами служат дождевые капли или кристаллики льда.
Туман и облака состоят, как известно, из мельчайших капелек воды или кристалликов льда. Когда солнечный свет проходит сквозь них, он разлагается на составные части. Поэтому вокруг горных теней и может появиться цветной ореол, похожий на радугу. В туманную ночь вокруг лампочек на уличных столбах ясно видны радужные кольца. Вечером зимой в троллейбусе или автобусе посмотрите на уличный фонарь через окно, покрытое мельчайшими ледяными кристалликами, – он тоже будет окружен венцом. А чтобы увидеть радужное сияние вокруг своей головы, достаточно рано утром, пока не испарилась с травы роса, встать спиной к солнцу и посмотреть на свою тень на траве…
Французский художник Альберт Тиссандье оставил нам описание очень интересного явления, связанного со спектральным разложением света. Он наблюдал его на горе Пик дю Миди: «С юга виднелась обширная панорама гор, залитых ярким светом, тогда как на севере долины По и Тарбе были закрыты сплошным морем облаков ослепительно белого цвета. Местами от этого моря, как дым, отделялись клочки пара, медленно поднимавшиеся и словно таявшие в лазурном небе. К трем с половиной часам клочки эти начали скопляться вокруг Пика, проходя над террасой обсерватории и исчезая в пропасти. Я в это время рисовал в горах, как вдруг был поражен необыкновенным блеском тумана, закрывавшего от меня даль. Как раз над моей головой образовалась матово белая радуга, и в то же время в глубине пропасти показались ярко окрашенные круги, в центре которых я увидел свое собственное изображение. Это изображение было непосредственно окружено бледно желтым ореолом, за которым следовали круги: красный, оранжевый и фиолетовый…
Я позвал одного из своих спутников, чтобы полюбоваться «броккенским призраком». Когда он явился, то обе наши фигуры отчетливо отразились в центре круга, причем от теней наших голов и рук потянулись длинные темные лучи, передвигавшиеся сообразно переменам наших положений. Если мы, например, протянув руку, двигали пальцами, то от каждого из них шел отдельный луч, двигавшийся, как крылья мельницы».
Зеленый луч
« – Первый раз в жизни вижу! Как славно! – сказал фон Корен, показываясь на поляне и протягивая обе руки к востоку. – Посмотрите: зеленые лучи!
На востоке из за гор вытянулись два зеленых луча, и это в самом деле было красиво. Восходило солнце…»
Это из повести А.П. Чехова «Дуэль». А вот как это редкое и незабываемое явление природы увидел однажды я сам. С тех пор прошло уже более трех десятков лет, но впечатление от увиденного не забылось.
Я отдыхал в одном из пансионатов на берегу Балтийского моря. Моим соседом по комнате оказался учитель физики, веселый, интересный собеседник, большой любитель природы. Однажды мы стояли с ним на обрывистом берегу, любуясь закатом. Было довольно прохладно и очень ясно. Лучи солнца отражались в море длинной золотистой дорожкой. Солнце уже опустилось своим нижним краем на воду.
– А вы знаете, – сказал вдруг физик, – сейчас мы можем увидеть зеленый луч. Слыхали о таком? Все условия для этого подходящи… Только смотрите внимательно! – предупредил он меня.
Вот уже три четверти солнечного диска скрылось в море; боясь пропустить нужный момент, я неотрывно смотрел на солнце.
Остался последний его кусочек.
– Смотрите! – в один голос закричали мы.
Золотистая кромка светила провалилась в воду, и в то же мгновение на месте, где было солнце, возникло яркое зеленое свечение…
Оно было видно около двух секунд.
Позднее я познакомился с зеленым чудом подробнее. Действительно, это красивое явление природы можно увидеть скорее всего на море. На побережье Адриатического моря, например, зеленый луч можно наблюдать утром при восходе и вечером, когда солнце садится в море.
«В течение лета 1923 и 1924 годов, – пишет один из наблюдателей, – мне пришлось около ста раз наблюдать якобы столь редкий зеленый луч… Как только вечером горизонт бывал чист и прозрачен, а море свободно от тумана, я знал наверное, что зеленый луч покажется… Зелень всегда была светлая, изумрудная и сияющая, как пламя. Один раз случилось, что в решительный момент что то отвлекло мое внимание, в то время как мой спутник не спускал глаз с горизонта. Вдруг он воскликнул: „Гляди!“ И выяснилось, что он еще сравнительно долго видел зеленый луч, в то время как я не мог его заметить. Я наблюдал зеленый луч невооруженным глазом и видел его всегда лишь в тот момент, когда верхний край солнца только что исчезал за морем. Этот верхний край казался в течение секунды, перед самым исчезновением, плывущим по воде, немного поднятым над горизонтом горящим огненным шаром величиной с вишню, из которого затем в момент полного захода внезапно выходило зеленое сияющее пламя в форме высокого остроконечного треугольника, словно сквозь красные отражения в воде скользила зеленая молния. Никогда явление не длилось больше самой короткой зарницы, но всегда слепило глаза».
Известный польский яхтсмен А. Урбанчик познакомился с зеленым солнцем в плавании по Тихому океану. Он рассказывает об этом с изрядной долей юмора: «Как то вечером я услышал взволнованный крик рулевого:
– Смотрите! Там! Смотрите! Зеленое солнце! В первый момент я испугался, не напекло ли голову рулевому Ричарду. Но когда я выбежал из навигационной рубки на палубу, то сразу же убедился, что с Ричардом все в порядке – шхуна на курсе, паруса работали как следует, а виновник переполоха абсолютно трезво рассказал нам:
– Я как раз смотрел на заходящее солнце, чтобы узнать о завтрашней погоде (ее предсказывают по цвету заката). И вдруг в момент, когда уже почти весь диск опустился в океан, оставшаяся его часть вместо желто красной стала зеленой, испустила во все стороны зеленые, как трава, лучи и исчезла. Я клянусь…
Реакция экипажа была самой разной. Одни смеялись и говорили: «Э, да тебе, брат, просто витаминов не хватает!», другие, среди которых был и я, стали припоминать, что о чем то подобном читали где то или слышали о редком оптическом феномене, называемом зеленым лучом.
На следующий день весь экипаж собрался у борта уже за полчаса до захода солнца. Самые настойчивые – с кино и фотоаппаратами. К огорчению Ричарда, солнце, как бы смеясь над нами, раздулось, как шар, покраснело и самым обычным образом исчезло.
Но через несколько дней зеленый луч снова ослепил рулевого. На этот раз его видели еще два человека…
С того времени началась игра в прятки. Зеленый луч попросту издевался над нами. То появлялся сразу же после захода, в момент, когда все как раз отвернулись, то прятался на несколько дней, то появлялся снова, когда никто его не ждал. Весь экипаж был охвачен азартом. Пари, высокие ставки (ставками служили предутренние, самые тяжелые часы вахты), риск, комбинации, великолепные выигрыши и отрабатываемые потом по ночам проигранные вахты…
Всего экипаж «Морнинг стар» наблюдал явление зеленого луча по меньшей мере пять раз как факт «вне дискуссий» и восемь раз под сомнением».
Когда солнце… растягивается
Феномен зеленого луча известен был еще в Древнем Египте. На сохранившихся в пирамидах рисунках можно видеть изображение солнца с расходящимися во все стороны зелеными лучами. Шесть тысяч лет ждали эти рисунки открытия, столько же, а может, и больше лет ждали люди объяснения изумрудного солнца.
Секрет этого феномена несложен. Дело в том, что земная атмосфера служит для нас как бы огромной призмой (обращенной своим основанием вниз). Проходя через нее, солнечные лучи разлагаются на цветные составляющие, только это не всегда можно увидеть.
Разложение света особенно заметно, когда солнце или звезды опускаются к горизонту. Если посмотреть в подзорную трубу на какую нибудь звезду, находящуюся у горизонта, то она выглядит не яркой светлой точкой, а как столбик, окрашенный в радужные тона; верхняя часть столбика фиолетовая, нижняя – красная. При этом звезда как бы несколько растягивается кверху и книзу.
Так же растягивается и видимый нами диск солнца.
Но светит оно очень ярко, и окраска его заметно не изменяется. Радужные цвета перекрывают один другой. Однако мы, по существу, видим не один белый диск солнца, а несколько цветных дисков, наложенных друг на друга. Складываясь, они дают белый цвет. Верхний и нижний края солнца – там, где цветные диски не смешиваются, – остаются окрашенными; верхний край имеет синюю и смешанную синюю с зеленой окраску, нижний – красную.
Скачать книгу [0.20 МБ]
Пирамида