Зеленый луч "Случалось ли вам когда-нибудь наблюдать закат…: vasily_sergeev. Презентация на тему: Зелёный луч

Зелёный луч - оптическое явление, вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским) или появления его из-за горизонта.

"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 зеленый, дивного зеленого 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".

Заметка в английской газете из романа Жуль Верна "Зеленый луч"

Подобная заметка привела в восторженное состояние молодую героиню романа Жюля Верна "Зеленый луч" и побудила ее предпринять ряд путешествий с единственной целью - собственными глазами увидеть зеленый луч. Юной шотландке не удалось, как повествует романист, наблюдать это красивое явление природы. Но оно все же существует. Зеленый 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 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.

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, - про должает 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"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.

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.

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Зелёный луч - оптическое явление, вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским) или появления его из-за горизонта.

Наблюдение явления

Для наблюдения зелёного луча необходимы три условия: открытый горизонт (в степи, тундре, горах или на море в отсутствие волнения), чистый воздух и сторона горизонта, свободная от облаков, где происходит заход или восход Солнца. Наблюдение невооруженным глазом - достаточно 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, это 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 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.

Green flash 30-06-2010(2).JPG

И через 20-35 секунд после предыдущего снимка.

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) посвящён этому явлению.
• В книге Леонида Соболева «Зелёный луч» (1954) о моряках, служащих на сторожевых катерах Черноморского флота во время Великой Отечественной войны, описывается поверье, что кто его увидит - того ждёт счастье.
• В повести «Стажёры » (1961) братьев Стругацких .
• Сцена восхода солнца в XIX главе повести А. П. Чехова «Дуэль » (1891).
• Фильм «Зелёный луч» (1986) французского режиссёра Эрика Ромера .
• В третьей части фильма «Пираты Карибского моря» зелёный луч, по словам мистера Гиббса , появляется, когда душа возвращается из загробного мира в мир живых.
• Упоминается в телесериале «Череп и кости » (6 эпизод).
• Явление подробно описано в научно-популярной книге Якова Перельмана «Занимательная физика».
• Сингл группы AKB48 «Green Flash » (2015) посвящён этому явлению.

См. также

Напишите отзыв о статье "Зелёный луч"

Примечания

Источник

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

Ссылки

• Andrew T. Young. (англ.) . . - один из самых полных англоязычных сайтов, посвящённых явлению зелёного луча. Проверено 20 октября 2012. .
• Les Cowley. (англ.) . . Проверено 20 октября 2012. .
• Mario Cogo. (англ.) . . Проверено 20 октября 2012. .

Отрывок, характеризующий Зелёный луч

– Что будем петь? – спросила она.
– «Ключ», – отвечал Николай.
– Ну, давайте скорее. Борис, идите сюда, – сказала Наташа. – А где же Соня?
Она оглянулась и, увидав, что ее друга нет в комнате, побежала за ней.
Вбежав в Сонину комнату и не найдя там свою подругу, Наташа пробежала в детскую – и там не было Сони. Наташа поняла, что Соня была в коридоре на сундуке. Сундук в коридоре был место печалей женского молодого поколения дома Ростовых. Действительно, Соня в своем воздушном розовом платьице, приминая его, лежала ничком на грязной полосатой няниной перине, на сундуке и, закрыв лицо пальчиками, навзрыд плакала, подрагивая своими оголенными плечиками. Лицо Наташи, оживленное, целый день именинное, вдруг изменилось: глаза ее остановились, потом содрогнулась ее широкая шея, углы губ опустились.
– Соня! что ты?… Что, что с тобой? У у у!…
И Наташа, распустив свой большой рот и сделавшись совершенно дурною, заревела, как ребенок, не зная причины и только оттого, что Соня плакала. Соня хотела поднять голову, хотела отвечать, но не могла и еще больше спряталась. Наташа плакала, присев на синей перине и обнимая друга. Собравшись с силами, Соня приподнялась, начала утирать слезы и рассказывать.
– Николенька едет через неделю, его… бумага… вышла… он сам мне сказал… Да я бы всё не плакала… (она показала бумажку, которую держала в руке: то были стихи, написанные Николаем) я бы всё не плакала, но ты не можешь… никто не может понять… какая у него душа.
И она опять принялась плакать о том, что душа его была так хороша.
– Тебе хорошо… я не завидую… я тебя люблю, и Бориса тоже, – говорила она, собравшись немного с силами, – он милый… для вас нет препятствий. А Николай мне cousin… надобно… сам митрополит… и то нельзя. И потом, ежели маменьке… (Соня графиню и считала и называла матерью), она скажет, что я порчу карьеру Николая, у меня нет сердца, что я неблагодарная, а право… вот ей Богу… (она перекрестилась) я так люблю и ее, и всех вас, только Вера одна… За что? Что я ей сделала? Я так благодарна вам, что рада бы всем пожертвовать, да мне нечем…
Соня не могла больше говорить и опять спрятала голову в руках и перине. Наташа начинала успокоиваться, но по лицу ее видно было, что она понимала всю важность горя своего друга.
– Соня! – сказала она вдруг, как будто догадавшись о настоящей причине огорчения кузины. – Верно, Вера с тобой говорила после обеда? Да?
– Да, эти стихи сам Николай написал, а я списала еще другие; она и нашла их у меня на столе и сказала, что и покажет их маменьке, и еще говорила, что я неблагодарная, что маменька никогда не позволит ему жениться на мне, а он женится на Жюли. Ты видишь, как он с ней целый день… Наташа! За что?…
И опять она заплакала горьче прежнего. Наташа приподняла ее, обняла и, улыбаясь сквозь слезы, стала ее успокоивать.
– Соня, ты не верь ей, душенька, не верь. Помнишь, как мы все втроем говорили с Николенькой в диванной; помнишь, после ужина? Ведь мы всё решили, как будет. Я уже не помню как, но, помнишь, как было всё хорошо и всё можно. Вот дяденьки Шиншина брат женат же на двоюродной сестре, а мы ведь троюродные. И Борис говорил, что это очень можно. Ты знаешь, я ему всё сказала. А он такой умный и такой хороший, – говорила Наташа… – Ты, Соня, не плачь, голубчик милый, душенька, Соня. – И она целовала ее, смеясь. – Вера злая, Бог с ней! А всё будет хорошо, и маменьке она не скажет; Николенька сам скажет, и он и не думал об Жюли.
И она целовала ее в голову. Соня приподнялась, и котеночек оживился, глазки заблистали, и он готов был, казалось, вот вот взмахнуть хвостом, вспрыгнуть на мягкие лапки и опять заиграть с клубком, как ему и было прилично.
– Ты думаешь? Право? Ей Богу? – сказала она, быстро оправляя платье и прическу.
– Право, ей Богу! – отвечала Наташа, оправляя своему другу под косой выбившуюся прядь жестких волос.
И они обе засмеялись.
– Ну, пойдем петь «Ключ».
– Пойдем.
– А знаешь, этот толстый Пьер, что против меня сидел, такой смешной! – сказала вдруг Наташа, останавливаясь. – Мне очень весело!
И Наташа побежала по коридору.
Соня, отряхнув пух и спрятав стихи за пазуху, к шейке с выступавшими костями груди, легкими, веселыми шагами, с раскрасневшимся лицом, побежала вслед за Наташей по коридору в диванную. По просьбе гостей молодые люди спели квартет «Ключ», который всем очень понравился; потом Николай спел вновь выученную им песню.
В приятну ночь, при лунном свете,
Представить счастливо себе,
Что некто есть еще на свете,
Кто думает и о тебе!
Что и она, рукой прекрасной,
По арфе золотой бродя,
Своей гармониею страстной
Зовет к себе, зовет тебя!
Еще день, два, и рай настанет…
Но ах! твой друг не доживет!
И он не допел еще последних слов, когда в зале молодежь приготовилась к танцам и на хорах застучали ногами и закашляли музыканты.

Пьер сидел в гостиной, где Шиншин, как с приезжим из за границы, завел с ним скучный для Пьера политический разговор, к которому присоединились и другие. Когда заиграла музыка, Наташа вошла в гостиную и, подойдя прямо к Пьеру, смеясь и краснея, сказала:
– Мама велела вас просить танцовать.
– Я боюсь спутать фигуры, – сказал Пьер, – но ежели вы хотите быть моим учителем…
И он подал свою толстую руку, низко опуская ее, тоненькой девочке.
Пока расстанавливались пары и строили музыканты, Пьер сел с своей маленькой дамой. Наташа была совершенно счастлива; она танцовала с большим, с приехавшим из за границы. Она сидела на виду у всех и разговаривала с ним, как большая. У нее в руке был веер, который ей дала подержать одна барышня. И, приняв самую светскую позу (Бог знает, где и когда она этому научилась), она, обмахиваясь веером и улыбаясь через веер, говорила с своим кавалером.
– Какова, какова? Смотрите, смотрите, – сказала старая графиня, проходя через залу и указывая на Наташу.
Наташа покраснела и засмеялась.
– Ну, что вы, мама? Ну, что вам за охота? Что ж тут удивительного?

Чаще всего солнечный диск выглядит привычно для нас: слепящий ярко-белый днем, он окрашивается утром и вечером красные цвета.

Зеленый луч, который также называют зеленой молнией, можно увидеть лишь случайно. Вот описание очевидца такого явления. «Остров Фуэртевентура на Канарах, начало января 1995 г. Я рано встал, чтобы полюбоваться на берегу восходом солнца. Вскоре на востоке над морским горизонтом поднялось светило, но не постепенно, как это всегда бывает, а внезапно, словно кто-то незримый щелкнул выключателем. Я был удивлен, но еще больше меня поразили изумрудно-зеленые тона, которые несколько секунд виднелись на верхнем крае солнца». Был ли это тот самый знаменитый и редкостный зеленый луч, про который в шотландской легенде говорится, что человек, который однажды его видел, уже никогда больше не ошибется в своих чувствах?

Древние египтяне, почитавшие Солнце как божество, 4 тыс. лет назад изобразили зеленые лучи на каменной стеле, а французский писатель Жюль Вери посвятил им нетипичный для его творчества роман «Зеленый луч» и в возвышенных тонах описал красоту этого явления: «Если есть зеленый цвет в раю, то он не может быть иным, ибо это настоящий цвет надежды».

Впрочем, такое высшее наслаждение могут получать не только «ранние пташки»; краткий и красочный спектакль может разыграться также на закате, незадолго до того, как светило скроется за горизонтом. Но для этого нужны соответствующие условия - ясный горизонт, не закрытый облаками, и прозрачный воздух. Чаще всего так бывает в море и на побережье.

Объяснение этого впечатляющего зрелища самое простое: рассеяние и преломление света в атмосфере. С ними связаны и многие другие красочные небесные явления, в том числе и радуга.

Как известно, солнечный свет состоит из световых лучей с разными длинами волн, соответствующих разным цветам. Самой короткой длиной волны обладает фиолетовый свет, далее следуют синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный длинноволновый свет. Проходя через слоистую атмосферу, свет преломляется, но угол преломления зависит от длины волны: чем короче волны, тем сильнее преломление. Таким образом, получается, что наиболее сильное преломление испытывают фиолетовые и синие лучи, а наименьшее - красные. Но свет не только преломляется в слоях атмосферы, но и рассеивается воздухом. Причем рассеиваются в основном фиолетовые и синие лучи. Отсюда два очевидных следствия: голубой цвет неба и оранжево-красный цвет солнца у горизонта. Когда солнце опускается к горизонту, различия в преломлении начинают проявляться в том, что у верхнего края оранжево-красного диска возникает узкая зеленая кайма, а у нижнего края - ярко-красная. И вот солнце почти скрылось за горизонтом, и в этот момент видимой остается только зеленая кайма - зеленый луч. При восходе солнца все происходит в обратном порядке: сначала вспыхивает зеленый луч и затем появляется само светило.

Особенно впечатляюще выглядит феномен зеленого прибоя, который иногда наблюдается в океанах. Зеленый луч на несколько мгновений окрашивает в зеленый цвет пенные гребни волн у горизонта.

Словом, зеленый луч не такое редкое явление, как полагают. Нужно лишь обладать точной информацией, а именно знать когда и знать где. То есть знать с точностью до секунды время восхода или заката, и лучше всего поехать в Арктику или Антарктику (тому, кто может себе это позволить). Когда после долгой полярной ночи впервые появляется Солнце и движется вдоль горизонта, зеленый луч можно наблюдать дольше. Во время одной из экспедиций в Антарктиду американский полярник Ричард Берд любовался им целых 35 минут.

Преломленный солнечный свет. Солнечные лучи, которые входят в атмосферу Земли под острым углом, проходят сквозь нее не по прямой линии, а преломляются и распадаются на спектр цветов. В определенный момент времени при заходе солнца виден только зеленый свет.

Верхний мираж и зелёный луч

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 — достаточно 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).

Ричард Ивлин Бэрд

Преломление солнечных лучей в атмосфере сопровождается их дисперсией, то есть разложением в спектр. При этом сила рефракции зависит от длины волны луча: чем короче длина волны луча, тем сильнее он будет приподниматься за счёт атмосферной рефракции.

Рефракция астрономическая (атмосферная рефракция) — преломление в атмосфере световых лучей от небесных светил. Поскольку плотность планетных атмосфер всегда убывает с высотой, преломление света происходит таким образом, что своей выпуклостью искривленный луч всегда обращен в сторону зенита. В связи с этим рефракция всегда «приподнимает» изображения небесных светил над их истинным положением. Другое видимое следствие рефракции (точнее, разницы её значений на разных высотах) — сплющивание видимого диска Солнца или Луны на горизонте.

Фактическое положение Солнца ниже горизонта (желтый диск) и его видимое положение (оранжевый) во время восхода/захода.

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.

Зелёный луч при закате солнца 30 июня 2010 г. над морем на острове Helgoland в Германии...

...и через 20-35 секунд после предыдущего снимка.

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.

Последовательность заката и зеленая вспышка, пока солнце медленно скользит за облаками.

Mock-Mirage sunset "Yellow Segment" 24/05/2001 from Roques de los Muchachos "La Palma" (Canary Island - Spain)

Sunset with Blue and Green Flash. This frame was captured about two seconds before the Blue Flash frame (Mario Cogo) 17/10/2001 from Roques de los Muchachos "La Palma" (Canary Island - Spain)

Impressive and rare sunset with Blue Flash, Green Rim and sunspots. 17/10/2001 from Roques de los Muchachos "La Palma" (Canary Island - Spain) This picture was Astronomy Picture of the Day by NASA (9 January 2002) (Mario Cogo)

Enlargement of the Blue Flash image, where a nice Green Rim is still clearly visible under an elettrical Blue Flash.

Последние снимки наглядно демонстрирующие голубой и красный лучи довольно редкие. Все-таки явление не так просто увидеть, а уж удачное фото сделать вообще целое дело, что интересно - судя по описанию снято еще пленочным фотоаппаратом.

Perfect oval sunset with a large sunspot and the mock-mirage Red Flash in the lower part of the solar disk. 26/05/2001 from Roques de los Muchachos "La Palma" (Canary Island - Spain)

Финал последовательности заката с Green Flash.

Астрофотография Марио Кого

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.