Одним из первых людей, который дал научное объяснение появления радуги, был итальянский ученый Доминис. Это было в начале XVII века. Церковь в те времена жестоко расправлялась со всеми, кто пытался объяснить явления природы естественными причинами, не прибегая к помощи сверхъестественных сил. Поплатился за это и Доминис. Он был отлучен от церкви, объявлен вне закона и брошен в тюрьму. В ней он и умер. Труп ученого был сожжен вместе с его трудами.
На небе можно видеть иногда не одну, а две, три и более радуг.
Как они возникают?
Посмотрите на рисунок 29. На нем показано двойное полное внутреннее отражение солнечных лучей в капле воды. В отличие от случая, изображенного на рисунке 27, здесь луч света дважды отражается от внутренней стенки капли и при этом также разлагается в спектр.
Двойная радуга имеет вид двух радужных дуг, расположенных одна над другой (рис. 30). Цвета в этих радугах располагаются как бы в обратном порядке: если у нижней радуги ее верхняя часть – красная, а нижняя – фиолетовая, то у верхней радуги в красный цвет окрашена ее нижняя часть, а в фиолетовый – верхняя.
Нижняя радуга получается, как обычно, благодаря простому отражению лучей в определенных каплях дождя. Верхняя же появляется на небе тогда, когда одновременно с простым внутренним отражением лучи солнца испытывают двойное внутреннее отражение в каплях, находящихся выше капель, образующих нижнюю радугу.
Рис. 29. Двойное полное внутреннее отражение лучей Солнца в капле дождя.
Рис. 30. Двойная радуга.
Легко можно понять, почему в верхней радуге цвета располагаются иначе, чем в нижней. При двойном внутреннем отражении от капель, расположенных в самой нижней части радуги, в наш глаз попадают красные лучи, а капли, находящиеся на внешнем ее кольце, посылают в глаза наблюдателя лучи фиолетовые.
Несколько сложнее обстоит дело, когда в воздухе появляются три и более «радужных призрака». Секрет этого явления в том, что радуга может появляться и в тех случаях, когда в каплях дождя отражаются не прямые солнечные лучи, а отраженные водой рек, озер, морских заливов.
7 января 1948 года под Москвой на станции Тарасовская, Ярославской железной дороги, наблюдали редкое явление – зимнюю радугу.
Можно увидеть радугу и в ночное время, при Луне. Ночная радуга – явление очень редкое, краски ее не яркие, и заметить ее трудно.
О ТРЕХ СОЛНЦАХ НА НЕБЕ
Причины появления на небе воздушных призраков – гало – в прошлые времена были неизвестны. Суеверные люди верили любым вздорным сказкам об этом явлении. Очевидцы сочиняли самые фантастические картины, дополняли виденное всевозможными выдумками.
Вот как изобразил «очевидец» гало в 1785 году, виденное в городе Ярославле (рис. 31).
Рис. 31. Таким рисовали гало 1785 года суеверные «очевидцы».
Но вот совершенно точное описание редкого по своей форме гало. 6 мая 1928 года в г. Белом, Смоленской области, в течение продолжительного времени было видно сложное гало. Оно наблюдалось около 8 часов. Наиболее сложным гало было около 8–9 часов утра, когда были видимы следующие его части:
радужный круг, радиус которого был виден с земли под углом в 22 градуса (рис. 32);
верхняя, ближняя к зениту часть радужного круга с радиусом в 46 градусов;
две небольшие слабой окраски полосы, касательные к верхней и нижней точкам круга в 22 градуса;
два ложных солнца радужной окраски, расположенные около круга в 22 градуса; от каждого из них тянулись белесые, слегка изогнутые хвосты (см. рис. 32).
Рис. 32. Сложное гало 1928 года в г. Белом. Смоленской области.
Как же могут получаться такие воздушные призраки?
Каковы действительные причины этого явления?
Как уже говорилось, гало возникает благодаря преломлению и отражению солнечных лучей в ледяных кристалликах, плавающих в воздухе. В высоких слоях атмосферы, где летом и зимой царит холод, находится множество таких кристалликов. Они имеют самые различные формы, но чаще форму прямой шестигранной призмы. Такие кристаллы и дают гало.
Посмотрите на рис. 33. Лучи света, падая на шестигранную призму, преломляются в ней и рассеиваются, образуя спектр. Если поворачивать призму вокруг ее оси, вместе будет поворачиваться и спектр. Когда призма повернется так, что луч света будет испытывать в ней наименьшее отклонение, спектр остановится и при дальнейшем вращении призмы (все в ту же сторону) начнет поворачиваться уже в обратную сторону.