Зеленый луч
Есть мнение, что те, кто на закате Солнца увидит зеленый луч, станут счастливыми и их желания сбудутся.
Так что же это такое – природное явление или чудо? Можно ли его увидеть, и когда, при каких условиях? Попытаемся разобраться.
Интересные факты
У Жюля Верна есть роман «Зеленый луч». В нем героиня узнает о существовании этого редкого природного явления и решается на далекое путешествие ради того, чтобы его увидеть.
И это не просто воображение писателя-фантаста. Это действительно подтвержденный факт – те, кто на закате или на рассвете над морем видели данное явление, описывают его, как непередаваемый оттенок изумрудного пламени или сферы, возникающий вспышкой на горизонте на несколько секунд.
Зеленая вспышка в небе появляется, только если соблюдены условия:
- линия горизонта совершенно ровная, открытая, без построек и деревьев;
- море спокойное;
- небо совершенно чистое;
- воздух абсолютно прозрачен.
При этом, если солнечный диск на закате багрового, красного цвета, ученые знают, что прощального зеленого луча не будет. Только если садящееся Солнце остается ярко-желтым, а воздух прозрачен, то есть вероятность того, что удастся наблюдать этот феномен.
Описываемому атмосферному явлению посвящены книги, стихи, о нем упоминается во многих известных кинофильмах. Одно время его считали оптическим обманом, который возникает из-за усталости глаз от наблюдения за ярким светилом на закате.
Считается, что кроме Солнца, зеленый луч при заходе за горизонт выпускают и другие светила, например, Венера.
Попытки объяснения
Вспышка изумрудного цвета появляется лишь в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом или в момент появления солнечного краешка на восходе. Объяснение явления вовсе не мистическое, а физическое. Физика, оптика, преломление света.
Но романтичные моряки с давних времен часто наделяли зеленый луч волшебными свойствами – увидевший его должен был обязательно стать счастливым или должна была сбыться его самая заветная мечта. Пираты Карибского моря считали, что проблеск такого луча – это возвращение души моряка из мира мертвых.
Охотники за зеленым лучом должны иметь выдержку и терпение. Это не мираж, но довольно уникальное зрелище. Ведь воздух не везде и не всегда прозрачен, а горизонтом не всегда служит ровная прямая.
Скептики вообще связывают это редкое атмосферное явление с особенностями зрительного механизма человека, а фотографии с его изображением – подделкой. Есть попытка объяснить феномен излучением некоторых атомов, например, кислорода по принципу лазера. Но, как и при каких условиях это происходит – не установлено.
Причины явления
Секрет появления зеленого луча заключается в особенностях преломления света. Преломлению солнечных лучей в атмосфере Земли сопутствует дисперсия (разложение в спектр), а воздух служит призмой для этого. Нижняя часть диска оказывается красно-желтой, а верхняя зелено-голубой. Посредине цвет остается белым.
Но увидеть вспышку зеленого цвета можно только тогда, когда от Солнца останется лишь краешек. В этот момент рефракция (преломление) становится наиболее сильной, и последний луч превращается в цветной веер (растягивание спектра), образуя угол около 380 и больше.
В принципе, последний цвет в спектре – фиолетовый. Его и должно быть видно. Но он наиболее короткий, рассеивается в атмосфере, как и голубой, а невооруженным глазом увидеть их невозможно. Красный и желтый цвета поглощены кислородом и ледяным туманом по пути в нижних слоях атмосферы. Вот и прощается с нами Солнце именно зеленым лучом. Яков Перельман подробно описывает это явление в книге «Занимательная физика».
В бинокль данное явление при наличии всех описанных выше условий можно наблюдать очень часто. Продлить интересное зрелище можно быстро поднимаясь на холм в степи или на верхние палубы корабля. Тогда угол между взглядом и Солнцем будет дольше одинаковым. Можно продлить удовольствие, если наблюдать заход Солнца на Южном полюсе – оно там двигается некоторое время вдоль горизонта.
Чистый воздух особой прозрачности на закате может продемонстрировать не зеленый, а голубой луч Солнца, что является наибольшей редкостью. Еще в науке описывается появление красного луча и условия для этого атмосферного явления. Если на восходе Солнце встает прямо в тучу, то нижний край диска перед исчезновением в ней выпускает красный луч. При этом Солнце должно быть на минимальном расстоянии от линии горизонта.
Источник
Зелёный луч
Зелёный луч — редкое атмосферное оптическое явление, проявляющееся в виде вспышки зелёного света в момент исчезновения солнечного диска за горизонтом (обычно морским) и продолжающееся от 1-2 секунд до 5 минут [1] .
Общепринятое в современной физике объяснение появления зелёного луча связано с рефракцией (преломлением) солнечных лучей в атмосфере.
Значительная часть распространенных в русскоязычной литературе утверждений о зелёном луче восходят к книге популяризатора науки Я. И. Перельмана «Занимательная физика».
Существует не признаваемое современной наукой мнение скептиков, что зелёный луч — оптическое явление, связанное с особенностями человеческого зрения и цветовосприятия, своего рода оптический обман.
Содержание
[править] Традиционное объяснение явления
Объяснение явления основано на рефракции: поскольку атмосфера в нижних слоях плотнее, чем в верхних, лучи света, проходя через атмосферу, искривляются и разлагаются на основные цвета, преломление красных лучей несколько меньше, чем зелёных и голубых; при этом угол преломления лучей увеличивается по мере приближения светила к горизонту. При спокойном состоянии атмосферы «растягивание» спектра от верхнего (фиолетового) до нижнего (красного) края достигает 30″. На длинном пути солнечных лучей сквозь нижние слои атмосферы большая часть жёлтых и оранжевых лучей поглощается водяным паром и молекулами кислорода, а фиолетовые и голубые — значительно ослабляются вследствие рассеяния, так что остаются главным образом зелёные и красные лучи. Это приводит к тому, что видны два солнечных диска, зелёный и красный, в большей части, но не полностью перекрывающие друг друга [2] .
Поэтому в последний момент, перед полным исчезновением солнечного диска, когда его красное изображение оказывается под горизонтом, короткое время виден верхний край зелёного изображения. Зелёный луч должен наблюдаться лишь при очень прозрачном воздухе, чаще всего на морском горизонте. Бытует мнение, что иногда, если воздух очень чист, виден и голубой луч. Отсюда также следует, что зелёный луч может возникать и при восходе Солнца. [3]
Если Солнце имеет при закате красный цвет и на него легко смотреть невооружённым глазом, то зелёного луча не будет исходя из предположения, что красный цвет солнечного диска указывает на сильное рассеяние атмосферой синих и зелёных лучей. Также если Солнце мало изменило свой беловато-жёлтый цвет (если поглощение света атмосферой невелико), то при чистом воздухе можно увидеть зелёный луч после заката [4] .
Явление зелёного луча проявляется в виде 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.
Также зелёный луч чаще всего появляется в южных странах, так как там у горизонта прозрачней небо.
[править] Синий и красный лучи
Так как зелёный луч связывают с физическим явлением (преломлением света), то логичным было бы и наблюдение лучей других цветов. Встречаются упоминания, что подобное явление наблюдается, но исключительно редко. Предполагают, что при исключительно высокой прозрачности воздуха последний луч может быть зелёно-голубым и даже голубым, почти до фиолетового. [5] , [6] .
Исключительно редко наблюдается красный луч, если весь солнечный диск, кроме самой нижней его части, закрыт тучей, солнце стоит низко над горизонтом, а воздух чистый.
[править] Порождение зеленого луча другими объектами
Существуют упоминания, что зелёный луч порождается не только Солнцем, но и Венерой и другими светилами. Так например Я. И. Перельман в своей книге «Занимательная физика» пишет: «Солнце — не единственное светило, посылающее „зелёный луч“. Случалось видеть это явление, порождаемое заходящей Венерой» [7] .
Подобные упоминания встречаются и в английской Википедии со ссылками на различные англоязычные издания.
[править] Зелёный луч как свойство механизма зрения
Существует конспирологическая теория скептиков, согласно которым зелёный луч — свойство механизма зрения (оптический обман), а все его фотографии являются подделками — см. Зелёный луч как эффект зрения. Эта теория поддержана нелинейной теорией зрения, в частности она приводится в книге С. Ременко «Цвет и зрение» как единственно верная.
В ряде источников, включая книгу Перельмана, упоминается, что зеленый луч, иногда якобы наблюдается и при появлении солнечного диска из-за горизонта на восходе солнца, однако это утверждение, как и многие другие, связанные с зелёным лучом, ставится под сомнение скептиками и в рамках нелинейной теории цветового зрения.
[править] Галерея
Существует большое количество рисунков и фотографий, на которых запечатлен зелёный луч.
Мираж на закате и зелёный луч
Несколько зелёных вспышек (наблюдение в Сан-Франциско, 2007 г.
Закатное солнце с двумя зелёными лучами (видны на втором и четвёртом кадре)
Кадры заката в момент появления «зелёного луча»
«Нижний мираж» — и слабый зелёный луч в нём
Зелёный луч, во время того же наблюдения
Зелёный луч при туманном мираже, Сан-Франциско
Sub-duct green flash followed by small mock mirage green flash
Зелёный луч в Nainital, Индия, у вершины горы в условиях сильной атмосферной инверсии.
Верхняя — зелёная и нижняя — красная кайма у закатного солнца, рассечённого контуром моста «Золотые ворота»
Источник
Изумрудный закат — чудо физики
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.
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Источник