Луч, подобный изумруду, Золотого счастья ключ - Я его еще добуду, Мой зеленый слабый луч… Н. Заболоцкий

Могу поспорить, что каждый из нас неоднократно видел, красное небо при закате. Его характерный цвет обусловлен преломлением и рассеянием солнечного света в атмосфере Земли. Однако мало кто хоть раз видел такое удивительное зрелище - зеленый закат. Это природное событие можно наблюдать, когда линия горизонта расположена далеко, а воздух кристально чист. В большинстве случаев зеленый луч удается увидеть лишь на мгновение над водной гладью моря или океана и только иногда - в горах. Появление его в средней полосе Украины - исключительно редкое событие и возможно лишь при удачном сочетании большого числа благоприятных факторов. Автору данной фотографии удалось наблюдать и сфотографировать зеленый луч.

В основном, счастливчики, которым выпала возможность такое увидеть, - моряки. Они считают, что его появление - хорошая примета, знак удачного завершения путешествия. Люди верили, что тот, кто увидел зеленый луч - обретет свое счастье. Яркие вспышки сине-зеленого цвета, на краю Солнца, оставляют неизгладимые впечатления и воспоминания на всю жизнь.

Скептики считают зеленый луч вымыслом или оптическим обманом. Некоторые полагают, что это реакция человеческого глаза, утомленного созерцанием солнца. Именно для последних знаменитый популяризатор науки Я. И. Перельман в своей книге "Занимательная физика" не только подробно объясняет причину природного явления "зеленый луч", но и приводит факты, опровергающие различные заблуждения по этому поводу. А в наше время, когда фотографическая техника дает возможность запечатлеть многочисленные случаи появления зеленого луча, сомнения, похоже, должны оставить скептиков .

Причины возникновения этого необыкновенного зрелища легко объяснить опираясь на знания, полученные в средней школе . Известно, что солнечный свет состоит из набора электромагнитных волн, каждая из которых обладает своей частотой и длиной. Волна определенной частоты воспринимается человеческим глазом как цвет: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (каждый охотник желает знать, где сидит фазан). Красный цвет обладает наибольшей в данном спектре длиной волны, составляющей около 0,7-0,6 микрометра. Для зеленого и фиолетового цветов длина волны равна примерно 0,5 и 0,4 микрометра соответственно. Несмотря на такие, казалось бы, небольшие различия в длине волны, лучи разного цвета по-разному распространяются в веществе, в частности имеют различные скорости. Зависимость скорости световых волн в веществе от их длины или частоты есть проявление более общей зависимости скорости отклика вещества на частоту колебаний электрического поля в световой волне. В физике такое явление называется дисперсией. В большинстве веществ и сред, в том числе и в земной атмосфере, красный свет распространяется с большей скоростью, чем сине-зеленый. Такая зависимость, называемая нормальной дисперсией, соответствует меньшим показателям преломления для красного света, чем для сине-зеленого. Напомним, что показатель преломления - это величина, показывающая на сколько скорость света в веществе v меньше, чем в вакууме: n = c/v, где с ≈ 3 108 м/c - скорость света в вакууме.

А если вы еще и знаете закон преломления света , все вообще просто. Согласно данному закону, при наклонном падении света на границу сред с различными показателями преломления световой луч отклоняется от первоначального направления распространения, то есть преломляется. При попадании светового луча из области с меньшим значением n, например из вакуума, где n = 1, в среду с большим значением n угол преломления всегда меньше угла падения. Напомним, что оба угла отсчитываются от нормали (перпендикуляра) к границе раздела областей. Так как показатели преломления для волн разной длины различаются, то и углы преломления будут разными, а именно: красный свет будет преломляться меньше, чем зеленый. Это, в частности, служит причиной разложения белого света в спектр при его пропускании через стеклянную призму. Подобное разложение солнечного света в спектр имеет место и в атмосфере Земли. Однако наблюдается оно лишь в отдельных случаях и в особых местах. Так, при заходе или восходе солнца его лучи, видимые наблюдателем на Земле, наклонно падают из космического пространства (вакуума). Поскольку плотность атмосферы нарастает при приближении к поверхности Земли, то и показатель преломления света увеличивается. Свет, распространяясь из космоса к земной поверхности, постоянно преломляется, а значит, и разлагается в спектр, причем, как и в стеклянной призме, меньше всего преломляются лучи красного света. Хотя различие показателей преломления для красного и сине-зеленого световых лучей в атмосфере крайне мало, но на больших расстояниях (сотни километров) эффект их разделения вполне наблюдаем. Именно в этом и состоит причина появления зеленого луча. Действительно, в то время как солнце уже реально находится за линией горизонта и его красные лучи проходят выше наблюдателя, более коротковолновые зеленые лучи, отклоненные сильнее, можно увидеть. Конечно, голубые, синие и фиолетовые лучи, обладающие еще меньшей длиной волны, преломляются гораздо сильнее, но увидеть их практически невозможно: они очень сильно рассеиваются и поглощаются в земной атмосфере.

Основное препятствие для наблюдения зеленого луча - рассеяние на взвешенных частицах тумана, пыли, дыма и других земных загрязнений воздуха, а также на неоднородностях атмосферы. Кроме того, как уже упоминалось, длина пути солнечного света от точки входа в атмосферу Земли до точки наблюдения должна быть достаточно большой. Все эти условия легче всего выполняются при наблюдении заката или восхода солнца на больших водных пространствах. Увидеть зеленый луч в степи или в лесистой местности практически невозможно. Даже понимая все физические причины и естественное природное происхождение зеленого луча, трудно избавиться от сильного эмоционального воздействия. Поэтому, подобно морякам и поэтам, хочется верить, что появление этого чуда природы послужит хорошим предзнаменованием для страны и живущих в ней людей.

Почему появляется зеленый луч?

Вы поймете причину явления, если вспомните, в каком виде представляются нам предметы, когда мы смотрим на них сквозь стеклянную призму. Проделайте такой опыт: держите призму у глаза горизонтально широкой стороной вниз и рассматривайте через нее листок бумаги, приколотый на стене. Вы заметите, что листок, во‑первых, поднялся значительно выше своего истинного положения, а во‑вторых, имеет вверху фиолетово‑синюю кайму, внизу – желто‑красную. Поднятие зависит от преломления света, цветные каемки – от дисперсии стекла, т. е. свойства стекла неодинаково преломлять лучи разного цвета. Фиолетовые и синие лучи преломляются сильней прочих, поэтому мы видим вверху фиолетово‑синюю кайму; красные преломляются всего слабее, и потому нижний край нашего бумажного листка имеет красную кайму.

Для лучшего понимания дальнейшего необходимо остановиться на происхождении этих цветных каемок. Призма разлагает белый свет, исходящий от бумаги, на все цвета спектра, давая множество цветных изображений бумажного листка, расположенных, частью налагаясь одно на другое, в порядке преломляемости. От одновременного действия этих наложенных друг на друга цветных изображений глаз получает ощущение белого цвета (сложение спектральных цветов), но вверху и внизу выступают каемки несмешивающихся цветов. Знаменитый поэт Гёте, проделавший этот опыт и не понявший его смысла, вообразил, что он разоблачил таким образом ложность учения Ньютона о цветах, и написал затем собственную «Науку о цветах», которая почти всецело основана на превратных представлениях. Читатель, надо полагать, не повторит заблуждения великого поэта и не будет ожидать, что призма перекрасит для него все предметы. Земная атмосфера является для наших глаз как бы огромной воздушной призмой, обращенной основанием вниз. Глядя на Солнце у горизонта, мы смотрим на него сквозь газовую призму. Диск Солнца получает вверху каемку синего и зеленого цвета, внизу – красно‑желтую. Пока Солнце стоит выше горизонта, свет диска своей яркостью перебивает гораздо менее яркие цветные полоски, и мы их не замечаем вовсе. Но в моменты восхода и захода Солнца, когда почти весь его диск скрыт под горизонтом, мы можем видеть синюю кайму верхнего края. Она двухцветная: выше расположена синяя полоска, ниже – голубая, от смешения синих и зеленых лучей. Когда воздух близ горизонта совершенно чист и прозрачен, мы видим синюю кайму – «синий луч». Но чаще синие лучи рассеиваются атмосферой и остается одна зеленая кайма: явление «зеленого луча». Наконец, в большинстве случаев рассеиваются мутной атмосферой также синие и зеленые лучи – тогда не замечается никакой каемки: Солнце закатывается багровым шаром.

Пулковский астроном Г. А. Тихов, посвятивший «зеленому лучу» специальное исследование, сообщает некоторые приметы видимости этого явления. «Если Солнце имеет при закате красный цвет и на него легко смотреть простым глазом, то можно с уверенностью сказать, что зеленого луча не будет». Причина понятна: красный цвет солнечного диска указывает на сильное рассеяние атмосферой синих и зеленых лучей, т. е. всей верхней каемки диска. «Наоборот, – продолжает астроном, – если Солнце мало изменило свой обычный беловато‑желтый цвет и заходит очень ярким (т. е. если поглощение света атмосферой невелико. – Я. П. ), то можно с большой вероятностью ожидать зеленого луча. Но тут как раз важно, чтобы горизонт представлял резкую линию, без всяких неровностей, близкого леса, построек и т. п. Эти условия всего лучше выполняются на море; вот почему зеленый луч так хорошо известен морякам».

Итак, чтобы увидеть «зеленый луч», нужно наблюдать Солнце в момент заката или восхода при очень чистом небе. В южных странах небо у горизонта прозрачнее, чем у нас, поэтому явление «зеленого луча» наблюдается там чаще. Но и у нас оно не так редко, как думают многие, вероятно под влиянием романа Жюля Верна. Настойчивые поиски «зеленого луча» рано или поздно вознаграждаются успехом. Случалось улавливать это красивое явление даже в зрительную трубу. Два эльзасских астронома так описывают подобное наблюдение:

«…В последнюю минуту, предшествующую заходу Солнца, когда, следовательно, еще видна заметная часть его, диск, имеющий волнообразную движущуюся, но резко очерченную границу, окружен зеленым ободком. Пока Солнце не зашло окончательно, этот ободок не виден простым глазом. Он становится виден лишь в момент полного исчезновения Солнца за горизонтом. Если же смотреть в зрительную трубу с достаточно сильным увеличением (примерно в 100 раз), можно проследить подробно все явления: зеленая кайма становится заметной самое позднее за 10 минут до захода Солнца; она ограничивает верхнюю часть диска, тогда как от нижней наблюдается красная кайма. Ширина каймы, вначале очень малая (всего несколько секунд дуги), возрастает по мере захождения Солнца; она достигает иногда до полуминуты дуги. Над зеленым ободком часто наблюдаются зеленые же выступы, которые при постепенном исчезновении Солнца как бы скользят по его краю до высшей точки; иногда они отрываются от ободка и светятся несколько секунд отдельно, пока не погаснут» (рис. 119).

Рис. 119. Длительное наблюдение «зеленого луча»; наблюдатель видел «зеленый луч» за горным хребтом в течение 5 минут. Выше справа – «зеленый луч», видимый в подзорную трубу. Диск Солнца имеет неправильные контуры. В положении 1 блеск солнечного диска ослепляет глаз и мешает видеть зеленую каемку простым глазом. В положении 2, когда диск Солнца почти исчезает, «зеленый луч» становится доступным простому глазу.

Обычно явление длится секунду‑две. Но при исключительной обстановке продолжительность его заметно удлиняется. Отмечен случай, когда «зеленый луч» наблюдался более 5 минут! Солнце садилось за отдаленной горой, и быстро шагавший наблюдатель видел зеленую кайму солнечного диска, словно скользящего по склону горы (рис. 119).

Очень поучительны случаи наблюдения «зеленого луча» при восходе Солнца, когда верхний край светила начинает показываться из‑под горизонта. Это опровергает часто высказываемую догадку, будто «зеленый луч» – оптический обман, которому поддается глаз, утомленный ярким блеском только что закатившегося Солнца.

Солнце – не единственное светило, посылающее «зеленый луч». Случалось видеть это явление, порождаемое заходящей Венерой [О миражах и зеленом луче можно узнать из превосходной книги М. Миннарта «Свет и цвет в природе». Физматгиз, 1958 г. Прим. ред. ].

"Наблюдали ли вы когда-нибудь Солнце, заходящее за горизонт моря? Да, без сомнения. Проследили ли вы за ним до того момента, когда верхний край диска соприкасается с линией горизонта и затем исчезает? Вероятно, да. Но заметили ли вы явление, происходящее в то мгновение, когда лучезарное светило бросает последний свой луч, если при этом небо свободно от облаков и совершенно прозрачно? Быть может, нет. Не пропускайте же случая сделать подобное наблюдение: в ваш глаз ударит не красный луч, а зелёный, дивного зелёного цвета, такого, какого ни один художник не может получить на своей палитре и какого не воспроизводит сама природа ни в разнообразных оттенках растительности, ни в цвете самого прозрачного моря".

Подобная заметка в одной газете привела в восторженное состояние молодую героиню романа Жюля-Верна "Зелёный луч" и побудила её предпринять ряд путешествий с единственной целью - собственными глазами увидеть зелёный луч. Юной путешественнице не удалось, как повествует романист, наблюдать это красивое явление природы. Но оно всё же существует. Зелёный луч - не легенда, хотя с ним и связано много легендарного. Это - явление, которым может восхищаться каждый любитель природы, если будет искать его с должным терпением.

Почему появляется зелёный луч?

Вы поймёте причину явления, если вспомните, в каком виде представляются нам предметы, когда мы смотрим на них сквозь стеклянную призму. Проделайте такой опыт: держите призму у глаза горизонтально, широкой стороной вниз и рассматривайте через неё листок бумаги, приколотый на стене. Вы заметите, что листок во-первых, - поднялся значительно выше своего истинного положения, а, во-вторых, имеет вверху фиолетово-синюю кайму, внизу - жёлто-красную. Поднятие зависит от преломления света, цветные каёмки - от дисперсии стекла, т. е. свойства стекла неодинаково преломлять лучи разного цвета. Фиолетовые и синие лучи преломляются сильней прочих - поэтому мы видим вверху фиолетово-синюю кайму; красные преломляются всего слабее, и потому нижний край нашего бумажного листка имеет красную кайму.

Для лучшего понимания дальнейшего необходимо остановиться на происхождении этих цветных каёмок. Призма разлагает белый свет, исходящий от бумаги, на все цвета спектра, давая множество цветных изображений бумажного листка, расположенных, частью налагаясь одно на другое, в порядке преломляемости. От одновременного действия этих наложенных друг на друга цветных изображений глаз получает ощущение белого цвета (сложение спектральных цветов), но вверху и внизу выступают каёмки не смешивающихся цветов. Знаменитый поэт Гёте, проделавший этот опыт и не понявший его смысла, вообразил, что он разоблачил таким образом ложность учения Ньютона о цветах, и написал затем собственную "Науку о цветах", которая почти всецело основана на превратных представлениях. Наш читатель, надо полагать, не повторит заблуждения поэта и не будет ожидать, что призма перекрасит для него все предметы.

Земная атмосфера является для наших глаз как бы огромной воздушной призмой, обращенной основанием вниз. Глядя на Солнце у горизонта, мы смотрим на него сквозь газовую призму. Диск Солнца получает вверху каёмку синего и зелёного цвета, внизу - красно-жёлтую. Пока Солнце стоит выше горизонта, свет диска своею яркостью перебивает гораздо менее яркие цветные полоски, и мы их не замечаем вовсе. Но в моменты восхода и захода Солнца, когда почти весь его диск скрыт под горизонтом, мы можем видеть синюю кайму верхнего края. Она двухцветная: выше расположена синяя полоска, ниже - голубая, от смешения синих и зелёных лучей. Когда воздух близ горизонта совершенно чист и прозрачен, мы видим синюю кайму,- "синий луч". Но чаще синие лучи рассеиваются атмосферой, и остаётся одна зелёная кайма: явление "зелёного луча". Наконец, в большинстве случаев рассеиваются мутной атмосферой также синие и зелёные лучи - тогда не замечается никакой каёмки. Солнце закатывается багровым шаром.

Пулковский астроном Г. А. Тихов, посвятивший "зелёному лучу" специальное исследование, сообщает некоторые приметы видимости этого явления. "Если Солнце имеет при закате красный цвет и на него легко смотреть простым глазом, то можно с уверенностью сказать, что зелёного луча не будет". Причина понятна: красный цвет солнечного диска указывает на сильное рассеяние атмосферой синих и зелёных лучей, т. е. всей верхней каёмки диска. "Наоборот,- продолжает астроном,- если Солнце мало изменило свой обычный беловато-жёлтый цвет и заходит очень ярким (т. е. если поглощение света атмосферой невелико.- Я. П. ), то. можно с большою вероятностью ожидать зелёного луча. Но тут как раз важно, чтобы горизонт представлял резкую линию, без всяких неровностей, близкого леса, построек и т. п. Эти условия всего лучше выполняются на море; вот почему зелёный луч так хорошо известен морякам".

Итак, чтобы увидеть "зелёный луч", нужно наблюдать Солнце в момент заката или восхода при очень чистом небе. В южных странах небо у горизонта прозрачнее, чем у нас; поэтому явление "зелёного луча" наблюдается там чаще. Но и у нас оно не так редко; как думают многие, вероятно, под влиянием романа Жюля-Верна. Настойчивые поиски "зелёного луча" рано или поздно вознаграждаются успехом. Случалось улавливать это красивое явление даже в зрительную трубу. Два эльзасских астронома так описывают подобное наблюдение.

..."В последнюю минуту, предшествующую заходу Солнца, когда, следовательно, ещё видна заметная часть его, диск, имеющий волнообразную движущуюся, но резко очереченную границу, окружён зелёным ободком.

Пока Солнце не зашло окончательно, этот ободок не виден простым глазом. Он становится виден лишь в момент полного исчезновения Солнца за горизонтом. Если же смотреть в зрительную трубу с достаточно сильным увеличением (примерно в 100 раз), можно проследить подробно все явления: зелёная кайма становится заметной самое позднее за 10 минут до захода Солнца; она ограничивает верхнюю часть диска, тогда как от нижней наблюдается красная кайма. Ширина каймы, вначале очень малая (всего несколько секунд дуги), возрастает по мере захождения Солнца; она достигает иногда до полуминуты дуги. Над зелёным ободком часто наблюдаются зелёные же выступы, которые при постепенном исчезновении Солнца как бы скользят по его краю до высшей точки; иногда они отрываются от ободка и светятся несколько секунд отдельно, пока не погаснут" (рис. 126).

Рис. 126. Длительное наблюдение "зелёного луча"; наблюдатель видел "зелёный луч" за горным хребтом в течение 5 минут. Выше направо - "зелёный луч", видимый в подзорную трубу. Диск Солнца имеет неправильные контуры. В положении 1 блеск солнечного диска ослепляет глаз и мешает видеть зелёную каёмку простым глазом. В положении 2, когда диск Солнца почти исчезает, "зелёный луч" становится доступным простому глазу

Обычно явление длится секунду-две. Но при исключительной обстановке продолжительность его заметно удлиняется. Отмечен случай, когда "зелёный луч" наблюдался более 5 минут. Солнце садилось за отдалённой горой, и быстро шагавший наблюдатель видел зелёную кайму солнечного диска, словно скользящего по склону горы (рис. 126).

Очень поучительны случаи наблюдения "зелёного луча" при восходе Солнца, когда верхний край светила начинает показываться из-под горизонта. Это опровергает часто высказываемую догадку, будто "зелёный луч" - оптический обман, которому поддаётся глаз, утомлённый ярким блеском только что закатившегося солнца.

Солнце - не единственное светило, посылающее "зелёный луч". Случалось видеть это явление, порождаемое заходящей Венерой; известны два наблюдения такого рода.

Как и некоторые другие явления атмосферной оптики, "зелёный луч" разъяснён не во всех подробностях. Причина та, что он ещё сравнительно недавно привлёк к себе внимание физиков и представлен недостаточным числом наблюдений. Подробные сообщения очевидцев, несомненно, принесут пользу науке; добросовестные наблюдения друзей физики являются здесь весьма желательными.

Доктор физико-математических наук В. ТИМОШЕНКО.

Зеленый луч на Балтийском море.

Схема преломления солнечного луча. Солнечный луч в атмосфере Земли испытывает рефракцию - преломляется, как в стеклянной призме.

Луч, подобный
изумруду,
Золотого счастья
ключ -
Я его еще добуду,
Мой зеленый
слабый луч…
Н. Заболоцкий

Каждый из нас неоднократно видел, как на красном закатном небе скрывается за горизонтом солнечный диск. Характерный цвет заката обусловлен преломлением и рассеянием солнечного света в атмосфере Земли (см. "Наука и жизнь" № 9, 1993 г.). Однако мало кто знает про другое оптическое явление, также возникающее при закате солнца и связанное с распространением света в земной атмосфере, - появление зеленого луча. Это уникальное природное событие можно наблюдать, когда линия горизонта расположена далеко, а воздух кристально чист. В большинстве случаев зеленый луч удается увидеть лишь на мгновение над водной гладью моря или океана и только иногда - в горах. Появление его в средней полосе России - исключительно редкое событие и возможно лишь при удачном сочетании большого числа благоприятных факторов. Автору данной статьи удалось наблюдать и сфотографировать зеленый луч на Волге, в районе Нижнего Новгорода.

Наиболее часто зеленый луч наблюдали моряки во время длительных плаваний и считали, что его появление - хорошая примета, знак удачного завершения путешествия. Люди верили, что тот, кому повезло увидеть зеленый луч, обретет свое счастье. Существует легенда, пересказанная Жюлем Верном в романе "Зеленый луч", согласно которой "тот, кому хотя бы однажды посчастливится увидеть зеленый луч, станет обладателем неоценимого сокровища, имя которому - "сердечная прозорливость". И тогда человеку будут не страшны никакие заблуждения и иллюзии, ибо он сможет без труда читать в собственном сердце и в сердцах других людей". Яркие сине-зеленые цвета вспышки на краю Солнца оставляют неизгладимые впечатления и воспоминания на всю жизнь. Они вдохновили поэта Николая Заболоцкого, наблюдавшего зеленый луч на Балтийском море, на написание стихотворения, строфа из которого взята в качестве эпиграфа к данной статье.

Скептики считают зеленый луч вымыслом или оптическим обманом. Некоторые полагают, что это реакция человеческого глаза, утомленного созерцанием солнца. Именно для последних знаменитый популяризатор науки Я. И. Перельман в своей книге "Занимательная физика" не только подробно объясняет причину природного явления "зеленый луч", но и приводит факты, опровергающие различные заблуждения по этому поводу. Но только в наше время, когда фотографическая техника дает возможность запечатлеть многочисленные случаи появления зеленого луча, сомнения, похоже, должны оставить скептиков.

Причины возникновения этого необыкновенного зрелища можно легко понять, опираясь на знания, полученные в средней школе. Известно, что солнечный свет состоит из набора электромагнитных волн, каждая из которых обладает своей частотой и длиной. Волна определенной частоты воспринимается человеческим глазом как цвет: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (каждый охотник желает знать, где сидит фазан). Красный цвет обладает наибольшей в данном спектре длиной волны, составляющей около 0,7-0,6 микрометра. Для зеленого и фиолетового цветов длина волны равна примерно 0,5 и 0,4 микрометра соответственно. Несмотря на такие, казалось бы, небольшие различия в длине волны, лучи разного цвета по-разному распространяются в веществе, в частности имеют различные скорости. Зависимость скорости световых волн в веществе от их длины или частоты есть проявление более общей зависимости скорости отклика вещества на частоту колебаний электрического поля в световой волне. В физике такое явление называется дисперсией. В большинстве веществ и сред, в том числе и в земной атмосфере, красный свет распространяется с большей скоростью, чем сине-зеленый. Такая зависимость, называемая нормальной дисперсией, соответствует меньшим показателям преломления для красного света, чем для сине-зеленого. Напомним, что показатель преломления - это величина, показывающая на сколько скорость света в веществе v меньше, чем в вакууме: n = c/v, где с ≈ 3 10 8 м/c - скорость света в вакууме.

Второе, что необходимо для понимания явления, это знание закона преломления света. Согласно данному закону, при наклонном падении света на границу сред с различными показателями преломления световой луч отклоняется от первоначального направления распространения, то есть преломляется. При попадании светового луча из области с меньшим значением n, например из вакуума, где n = 1, в среду с большим значением n угол преломления всегда меньше угла падения. Напомним, что оба угла отсчитываются от нормали (перпендикуляра) к границе раздела областей. Так как показатели преломления для волн разной длины различаются, то и углы преломления будут разными, а именно: красный свет будет преломляться меньше, чем зеленый. Это, в частности, служит причиной разложения белого света в спектр при его пропускании через стеклянную призму. Подобное разложение солнечного света в спектр имеет место и в атмосфере Земли. Однако наблюдается оно лишь в отдельных случаях и в особых местах. Так, при заходе или восходе солнца его лучи, видимые наблюдателем на Земле, наклонно падают из космического пространства (вакуума). Поскольку плотность атмосферы нарастает при приближении к поверхности Земли, то и показатель преломления света увеличивается. Свет, распространяясь из космоса к земной поверхности, постоянно преломляется, а значит, и разлагается в спектр, причем, как и в стеклянной призме, меньше всего преломляются лучи красного света. Хотя различие показателей преломления для красного и сине-зеленого световых лучей в атмосфере крайне мало, но на больших расстояниях (сотни километров) эффект их разделения вполне наблюдаем. Именно в этом и состоит причина появления зеленого луча. Действительно, в то время как солнце уже реально находится за линией горизонта и его красные лучи проходят выше наблюдателя, более коротковолновые зеленые лучи, отклоненные сильнее, можно увидеть. Конечно, голубые, синие и фиолетовые лучи, обладающие еще меньшей длиной волны, преломляются гораздо сильнее, но увидеть их практически невозможно: они очень сильно рассеиваются и поглощаются в земной атмосфере.

Основное препятствие для наблюдения зеленого луча - рассеяние на взвешенных частицах тумана, пыли, дыма и других земных загрязнений воздуха, а также на неоднородностях атмосферы. Кроме того, как уже упоминалось, длина пути солнечного света от точки входа в атмосферу Земли до точки наблюдения должна быть достаточно большой. Все эти условия легче всего выполняются при наблюдении заката или восхода солнца на больших водных пространствах. Увидеть зеленый луч в степи или в лесистой местности практически невозможно. То, что данное явление можно было наблюдать на Волге, в средней полосе России, скорее всего, связано с исключительно благоприятными погодными условиями, а также с удачным выбором времени и места наблюдения. Дело происходило в самом начале мая, когда из-за запоздавшей весны еще не началось массовое цветение растений. Стояла ясная прохладная погода, воздух был чист и прозрачен. Я находился на набережной Волги, сразу за местом, где в нее впадает Ока, за так называемой стрелкой. С этой точки Волга просматривается на большом протяжении вверх по течению.

Даже понимая все физические причины и естественное природное происхождение зеленого луча, трудно избавиться от сильного эмоционального воздействия. Поэтому, подобно морякам и поэтам, хочется верить, что появление этого чуда природы над Волгой, в самом сердце России, послужит хорошим предзнаменованием для страны и живущих в ней людей.

Литература

Заерман М. Зеленый луч в Карском море. - "Наука и жизнь", 1980, № 12, с. 109.

Миннарт М. Свет и цвет в природе. - М., 1969.

Перельман Я. Занимательная физика. - М., 1972.

Полуянов В. Зеленый луч в Красном море. - "Наука и жизнь", 1993, № 8, с. 27.

Урбаньчик А. Зеленый луч Солнца. - "Наука и жизнь", 1989, № 12, с. 94.

Иллюстрация "Зеленый луч на Балтийском море".
На горизонте можно различить контуры моста через Волгу, расположенного за несколько километров до впадения Оки в Волгу. По-видимому, расстояние от линии горизонта до точки наблюдения оказалось достаточным для разделения преломленных солнечных лучей в спектр. Таким я увидел зеленый луч.

Наблюдение явления

Для наблюдения зелёного луча необходимы три условия: открытый горизонт (в степи, тундре, горах или на море в отсутствие волнения), чистый воздух и свободная от облаков сторона горизонта, где происходит заход или восход Солнца. Наблюдение невооруженным глазом - редкое явление. Используя подзорную трубу , телескоп , бинокль , и заранее наведя прибор на точку восхода Солнца, можно увидеть практически в любой день при подходящей погоде. Смотреть можно не более нескольких секунд, - опасно! При заходе Солнца его яркий свет вовсе не позволяет использовать оптику.

Обычная продолжительность зелёного луча всего несколько секунд. Можно значительно увеличить время его наблюдения, если при его появлении быстро взбегать по насыпи или переходить с одной палубы судна на другую с такой скоростью, чтобы сохранить положение глаза относительно зелёного луча. Во время одной из экспедиций к Южному полюсу американский лётчик и исследователь Ричард Бэрд наблюдал зелёный луч в течение 35 минут. Это произошло в конце полярной ночи , когда край солнечного диска в первый раз появился над горизонтом и передвигался вдоль него (при наблюдении с полюса солнечный диск движется почти горизонтально: скорость его подъёма очень мала).

Физика явления

В результате наложения друг на друга цветовых лучей от отдельных точек солнечного диска центральная часть его останется белой (а точнее, за счёт рассеяния весь диск становится красным) и только верхняя и нижняя каёмки диска оказываются в преимущественном положении. Верхняя становится сине-зелёной, нижняя - оранжево-красной. Красная и оранжевая части диска Солнца заходят за горизонт раньше зелёной и голубой

Атмосферная дисперсия солнечных лучей в наиболее явном виде проявляется в самый последний момент захода Солнца, когда над горизонтом остается небольшой верхний сегмент, а затем только самая «макушка» солнечного диска. Последний луч заходящего Солнца, разлагаясь в спектр, образует «веер» цветных лучей. Расхождение крайних лучей видимого спектра - фиолетовых и красных - составляет в среднем 38", но при более сильной рефракции оно может быть и значительно больше. Когда Солнце погружается под горизонт, последним лучом мы должны были бы увидеть фиолетовый. Однако самые коротковолновые лучи - фиолетовые, синие, голубые- на долгом пути в атмосфере (когда Солнце уже у горизонта), настолько сильно рассеиваются, что не доходят до земной поверхности. Кроме того, к лучам этой части спектра меньше чувствительность глаза человека. Поэтому в последний момент захода последний луч заходящего Солнца оказывается яркого изумрудного цвета. Это явление и получило название зелёного луча .

При восходе Солнца имеет место обратная смена цветов. Первый луч восходящего Солнца - зелёный; затем к нему добавляется жёлтый, оранжевый и, наконец, красный, вместе формирующие обычный дневной свет Солнца.

Явление зелёного луча бывает трёх форм:

• в виде зелёного края верхней части диска Солнца,
• в виде зелёного сегмента
• в виде зелёного луча, который похож на зелёное пламя, вырывающееся из-за горизонта.

Синий и красный луч

При исключительно высокой прозрачности воздуха последний луч может быть зелёно-голубым и даже голубым. Подобное явление наблюдается исключительно редко.

Также крайне редко возможно наблюдение «красного луча». Красный луч возникает в момент появления нижнего края диска Солнца под чётко сформированной кромкой тучи, закрывающей остальную часть диска. При этом высота Солнца над горизонтом должна быть минимальной, а воздух полностью прозрачным. Физика явления аналогична описанной выше физике зелёного луча.

В культуре

• Роман Жюля Верна Зелёный луч (1882 г.) посвящён этому природному явлению.
• Упоминается в книге Леонида Соболева «Зеленый Луч» о сторожевых катерах Черноморского флота во время Великой Отечественной войны
• В третьей части фильма «Пираты Карибского моря» зелёный луч, по словам мистера Гиббса, появляется, когда душа возвращается из загробного мира в мир живых.
• В повести «Стажёры » братьев Стругацких .
• Французский режиссёр Эрик Ромер снял фильм «Зеленый луч» (1986).

См. также

Примечания

Источник

• С. В. Зверева. В мире солнечного света. Л., Гидрометеоиздат, 1988, 160 стр. с ил.

Ссылки

• Andrew T. Young An Introduction to Green Flashes (англ.) . San Diego State University. Department of Astronomy . - один из самых полных англоязычных сайтов, посвящённых явлению зелёного луча. Архивировано
• Les Cowley Green Flash (англ.) . Atmospheric Optics . Архивировано из первоисточника 23 октября 2012. Проверено 20 октября 2012.
• Mario Cogo Green Flash Gallery (англ.) . Galax Lux. Astrophotography by Mario Cogo . Архивировано из первоисточника 23 октября 2012. Проверено 20 октября 2012.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Зелёный луч" в других словарях:

Вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска под горизонтом (обычно морским) или появления его из–за горизонта. Явление крайне редкое, связано с рефракцией солнечных лучей в атмосфере. * * * ЗЕЛЕНЫЙ ЛУЧ ЗЕЛЕНЫЙ ЛУЧ, вспышка… … Энциклопедический словарь

зелёный луч - вспышка зелёного цвета в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским) или появления его из за горизонта. Наблюдается в природе крайне редко, лишь при очень прозрачном воздухе. Длится несколько секунд. Явление связано с… … Морской биографический словарь

зелёный луч - žalio pluoštas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. green beam vok. grünes Bündel, n; Strahl für Grün, m rus. зелёный луч, m; зелёный пучок, m pranc. faisceau vert, m … Radioelektronikos terminų žodynas

Вспышка зелёного света над диском Солнца при его заходе, наблюдаемая в течение нескольких секунд в момент, когда верхний край солнечного диска исчезает за горизонтом. Происхождение З. л. связано с рефракцией солнечных лучей в атмосфере.… … Большая советская энциклопедия

Вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска под горизонтом (обычно морским) или появления его из за горизонта. Явление крайне редкое, связано с рефракцией солнечных лучей в атмосфере … Естествознание. Энциклопедический словарь

зелёный луч - Явление, наблюдаемое (обычно в открытом море, океане) в момент заката солнца, исчезающего за горизонтом, в виде вспышки (зайчика, луча, пятна) зелёного или, реже, голубого цвета. E. Green ray D. Grüner Strahl, grüner Lichtstrahl … Толковый уфологический словарь с эквивалентами на английском и немецком языках