Загадочные явления природы

Железняк Галина

Как возникает радуга? Обычно наблюдаемая радуга — это цветная дуга с угловым радиусом 42 градуса. Она зачастую не достигает поверхности Земли, как бы висит в небе. Радуга обычно видна на небосводе обязательно при солнечном свете и в стороне, противоположной Солнцу. Солнце не должно быть закрыто облаками. Такие условия чаще всего создаются при обильных осадках, ливневых дождях. Наблюдатель легко заметит, что центром радуги является точка, диаметрально противоположная Солнцу. Обращали ли вы внимание на то, как расположены в радуге цвета? Внешняя дуга радуги всегда красная, внутренняя — фиолетовая. Последовательность цветов, естественно, соответствует спектральному расположению: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Правда, не всегда радуга дает возможность увидеть сразу все цвета. Они бывают размыты, теряются друг в друге.

В

чем же уникальность радуги? Дело в том, что, помимо яркой зрелищности, в этом явлении есть и свои особенности. Обычно видят только одну радугу, но бывают такие атмосферные условия, что на небе вспыхивают сразу несколько радуг. 3 июня 2003 года после сильного дождя в Москве наблюдалась даже тройная радуга! Причем самая яркая дуга протянулась практически от горизонта до горизонта, так как радуга вспыхнула в довольно позднее время — в 20:30, Солнце только зашло за горизонт. Если вы хотите увидеть несколько радуг одновременно, то смотрите выше основной арки, тогда достаточно быстро вы научитесь обнаруживать вторичные арки.

Радуги можно видеть не только после дождя, но и вблизи фонтанов, водопадов. Завеса капель создает благоприятные условия для рождения радуги. Можно самому создавать радугу, разбрызгивая воду из пульверизатора, расположившись спиной к Солнцу. Если в древности трудно было объяснить, откуда берутся такие яркие краски в дугах радуги, то теперь хорошо известно, что это солнечный свет, разложенный на составные цвета.

Научное объяснение этому явлению впервые дал Рене Декарт в 1637 году. Он объяснил радугу на основе законов преломления и отражения света в каплях воды. Но в то время еще не было открыто явление дисперсии.Так называется разложение белого света в спектр при преломлении. Спустя 30 лет Исаак Ньютон дополнил теорию Декарта, объяснив, как преломляется свет. Очень интересно высказался по этому поводу ученый А. Фразер: «Декарт повесил радугу в нужном месте на небосводе, а Ньютон расцветил ее всеми красками спектра». В результате прохождения через каплю и преломления в ней поток белых лучей преобразуется во множество цветных воронок, вставленных одна в другую, с центром против Солнца, с открытыми раструбами, обращенными к наблюдателю. Наружная воронка, естественно, красная, внутренняя — фиолетовая. Таким образом, каждая отдельная капля образует целую радугу! Конечно, радуга от одной капли очень слабая, увидеть ее невозможно, но капель много, они и создают столь потрясающий световой эффект. Мириады капель дают нам возможность ощутить красоту мира и радость души от соприкосновения с этим миром.

Удивительно, что стоящие рядом два человека видят радугу каждый по-своему. Если вы будете идти по дороге, то и радуга будет перемещаться вслед за вами. В каждый момент преломление света будет происходить во все новых и новых каплях. И это все — только для вас, лично для вас! Разве не удивительно? И пока все капельки из воздуха не упадут на поверхность Земли, мы можем любоваться радугой. Но каковы должны быть размеры капель? Если радиус капель для радуги 0,5–1 мм, то наружный край основной радуги яркий, темно-красный, за ним будет располагаться светло-красный и далее — все остальные цвета. Особенно яркими будут зеленый и фиолетовый. В дополнительных дугах могут сочетаться розово-фиолетовые тона. Если радиус капель 0,25 мм, то красный край радуги станет слабее, фиолетово-розовые дуги заменятся зеленоватыми. При радиусе капель 0,10—0,15 мм в радуге не станет красного цвета, наружный край будет оранжевым. Дополнительные дуги будут более желтыми. При радиусе капель 0,04—0,05 мм самым ярким будет фиолетовый цвет. Наконец, при каплях радиусом 0,025 мм и менее радуга становится совсем белой, имеет вид блестящей белой полосы.

Теперь, когда пройдет дождь, вы сможете оценить даже размер капель по внешнему виду образовавшейся радуги. Самые красивые радуги наблюдают в полете на самолетах. Тогда можно видеть не отдельные дуги, а целый цветной круг! Можно видеть радуги тогда, когда Солнце начинает освещать туман. Его капли имеют радиус 0,025 мм и менее. Тогда возникают туманные радуги. В туманной радуге, кроме основной белой дуги, будут просматриваться слегка голубоватые и желтоватые дуги.

Конечно, можно говорить и о лунных радугах! Они появляются при полной Луне, но это явление более редкое, чем солнечные радуги. Для возникновения лунных радуг необходимо сочетание двух условий: полная Луна, не закрытая облаками, и выпадение дождя. Вы можете стать охотниками за экзотическими лунными радугами, только помните, что этот тип радуг белесый. Дело в том, что ночью очень низкий уровень освещения и глаза теряют чувствительность к красным лучам спектра.

Затмения

Из необыкновенных небесных явлений, которые вызывают постоянный и несомненный интерес наблюдателей, особо выделяются затмения. Причем, в отличие от оптических явлений в атмосфере типа брокенского призрака или гало, время наступления затмения астрономы всегда вычисляют заранее с точностью до секунды и определяют территорию, на которой его можно наблюдать.

Чаще всего можно видеть лунное затмение. Оно происходит тогда, когда Луна в своем движении вокруг нашей планеты погружается в ее тень. Земля при этом располагается между Солнцем и Луной. Земля отбрасывает тень в космическое пространство, а погружение Луны в область тени происходит постепенно. Сначала на левом (восточном) крае Луны происходит потемнение. Пройдя расстояние в 2,5 раза больше радиуса лунного диска, Луна начинает входить из области полутени в область тени, ее потемнение становится более заметным.

Продолжительность полного лунного затмения достаточно велика, оно может длиться почти 2 часа, а между вступлением лунного диска в полутень и выходом из нее проходит более 5 часов. В силу того что орбита Луны имеет отклонение в 5 градусов от плоскости эклиптики, т. е. плоскости движения нашей планеты вокруг Солнца, то не каждое полнолуние Луна входит в тень Земли. Отсюда уникальность и достаточная редкость лунных затмений для земного наблюдателя.

Во время затмения Луна приобретает различные оттенки — от сероватого до красновато-кирпичного. Красный оттенок объясняется тем, что часть солнечных лучей, проходя земную атмосферу, загибается внутрь конуса земной тени и попадает на Луну. Красные лучи рассеиваются и преломляются в земной атмосфере меньше голубых и фиолетовых, поэтому именно красные лучи достигают лунного диска, придавая Луне тревожный, мрачный оттенок. В отличие от затмений Солнца, лунные затмения для всех земных наблюдателей начинаются и заканчиваются одновременно. Видеть их можно на тех территориях, на которых темное время суток и, соответственно, Луна в фазе полнолуния.

Затмения Луны и затмения Солнца повторяются в одной и той же последовательности через каждые 18 лет и 11,3 суток. Этот период называется в астрономии сарос(в переводе с древнегреческого — повторение).Еще в Древнем Вавилоне, то есть в VII–VI вв. до н. э., упоминается о существовании этого периода в повторении затмений. В течение сароса помимо солнечных происходит 29 лунных затмений, но распределены они во времени неравномерно. За год может не быть ни одного лунного затмения. Но бывают годы, когда происходит три затмения Луны.

Затмение Солнца представляет собой захватывающее зрелище. В момент новолуния Луна, закрывая диск Солнца, превращает наше дневное светило в черный круг, обрамленный сияющей короной. Видимые угловые размеры Луны и Солнца на небе одинаковы. Это связано с тем, что по случайным природным обстоятельствам Солнце не только в 400 раз больше Луны, но и ровно в 400 раз дальше от Земли. Поэтому угловые размеры двух светил равны. Но Луна называется светилом условно, она не излучает собственный свет, а светит отраженным солнечным светом. Поэтому в новолуние, когда к нашей планете повернута темная, неосвещенная сторона Луны, складываются условия для солнечного затмения. На планету падает тень от Луны, а наблюдатель видит эффект затмения.

Полное затмение Солнца можно наблюдать только в области тени, причем тень скользит по поверхности планеты, потому что перемещается не только Луна по своей орбите, но и наша Земля поворачивается вокруг оси. Так как движение Земли вокруг Солнца, а Луны вокруг Земли совершается по эллиптическим орбитам, расстояние между этими небесными телами не остается постоянным.

Затмения Солнца могут быть полными или кольцеобразными. Ежегодно происходит как минимум два затмения Солнца любого типа. Наибольшее число солнечных затмений в течение года — пять. Но известно, что солнечное затмение относится к довольно редким небесным явлениям, а в одной и той же местности оно может наблюдаться один раз в 300 лет. Чаще можно видеть частное затмение Солнца, при котором солнечный диск покрывается шарообразной тенью Луны не полностью. При покрытии Солнца на 0,7–0,8 размера диска наше дневное светило превращается в довольно оригинальный серп, сверкающий на небе.