Единственное, что действительно необходимо для возникновения радуги, — присутствие в воздухе достаточно большого количества водяных капель и солнечные лучи.
Солнечный свет сложен по своему составу, он представляет собой как бы смесь семи цветных лучей. Чтобы выделить эти лучи, надо пропустить свет Солнца через прозрачную трехгранную призму. Проходя через призму, лучи разных цветов будут преломляться по-разному и выйдут из призмы по различным направлениям. Если на их пути поставить белый экран, получится нечто похожее на радугу — непрерывная цветная полоска с постепенным переходом цветов от красного и оранжевого, через желтый и зеленый к голубому, синему и фиолетовому.
При возникновении радуги роль прозрачных призм, разлагающих свет, играют водяные капли. Попадая внутрь такой капли, солнечный луч на границе воздуха и воды преломляется, затем отражается от внутренней поверхности капли и вновь выходит наружу, но уже в обратном направлении. Кстати, поэтому радуга всегда видна в стороне, противоположной Солнцу…
Точно так же, как из призмы, различные цветные лучи выходят из капли под разными углами. Но от одной капли в глаз наблюдателя попадет луч лишь какого-нибудь одного цвета. Остальные пройдут выше или ниже, и человек их не увидит. Так что, если бы в воздухе находилась только одна-единственная капля, никакой радуги не получилось бы. В действительности капель множество, и от тех, что расположены выше или ниже, в глаз попадут другие лучи. Чем больше капель и чем они крупнее, тем ярче радуга.
Возможны случаи, когда в воздухе появляются одновременно две и даже три радуги, расположенные одна над другой. Это бывает в тех случаях, когда лучи света внутри некоторых капель испытывают отражение дважды и даже трижды. Интересно, что при двойном отражении цветные дуги в радуге располагаются в обратной последовательности по сравнению с обычной радугой.
Убедиться в том, что в радуге нет ничего сверхъестественного, без особого труда может каждый, создав искусственную радугу. Сделать это можно, например, распылив пульверизатором воду в солнечном луче.
Остается объяснить, почему радуга кажется нам неподвижной, в то время как водяные капли падают на землю. Здесь мы встречаемся с явлением, подобным тому, на котором основан принцип действия кинопроекционной аппаратуры. Дело в том, что наш глаз способен несколько мгновений хранить полученное изображение. На киноэкране (как и на экране телевизора) каждую секунду сменяют друг друга 24 кадра. Но этих перемен наш глаз не замечает, и мы видим на экране непрерывно изменяющееся изображение. А когда по телевидению передают неподвижную фотографию, то, хотя телевизионные кадры продолжают сменять друг друга 24 раза в секунду, изображение на экране кажется нам неизменным и неподвижным.
Нечто похожее происходит и с радугой. От капель, расположенных на той или иной высоте, в глаз наблюдателя попадают лучи определенных цветов. И хотя капли падают, на их место одна за другой поступают все новые и новые. Мы этого не замечаем, как не замечаем смены кинокадров, и картина радуги остается неподвижной.
Галосы — явление, сходное с радугой. Разница лишь в том, что они возникают благодаря отражению и преломлению света не в водяных каплях, а в ледяных кристалликах, которых бывает много в высоких слоях воздуха.
Галосы принимают иногда весьма любопытные причудливые формы — от радужных кругов около Луны или Солнца до светящихся столбов, ложных солнц, горизонтальных кругов и их всевозможных комбинаций.
Можно представить себе суеверный ужас, который должны были испытывать наши предки, увидев на небе одновременно несколько солнц или гигантский светящийся крест.
И нет ничего удивительного в том, что подобные явления представлялись людям, ничего не знавшим о подлинных закономерностях световых явлений в атмосфере, чудесами, небесными знамениями, вестниками божественной воли. В одной из русских летописей записано, например: "Явилось знамение в преименитом граде Ярославле: с утренних часов стоял средний круг до полудня с тремя солнцами, и при них к полудню явился второй круг, в нем крест с короною, солнце мрачное и под большим кругом явилось подобно радуге".
Впрочем, иногда галосы в самом деле оказывали влияние на земные события. Но отнюдь не потому, что являлись отражением божественной воли.
Начало второй половины XVI столетия. Войска императора Карла V осаждали немецкий город Магдебург. Упорная осада продолжалась около года и близилась к концу. Еще немного — и осажденные, отрезанные от мира, сложили бы оружие. Но тут в один из весенних дней в небе над городом появились три солнца. Испуганный император немедленно прекратил осаду и увел свои войска. Он решил, что необычное явление есть не что иное, как знамение свыше, возвещающее о том, что город находится под божественной защитой.