“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”.

Подобная заметка в одной английской газете 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.

Читатель, надо полагать, не повторит заблуждения великого поэта и не будет ожидать, что призма перекрасит для него все предметы. 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” (рис. 119).

Рис. 119. Длительное наблюдение “зеленого луча”; наблюдатель видел “зеленый луч” за горным хребтом в течение 5 минут.

Выше справа - “зеленый луч”, видимый в подзорную трубу. Диск Солнца имеет неправильные контуры. В положении 1 блеск солнечного диска ослепляет глаз и мешает видеть зеленую каемку простым глазом. В положении 2, когда диск Солнца почти исчезает, “зеленый луч” становится доступным простому глазу.

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 (рис. 119).

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.

Солнце - не единственное светило, посылающее “зеленый луч”. Случалось видеть это явление, порождаемое заходящей Венерой [О миражах и зеленом луче можно узнать из превосходной книги М. Миннарта “Свет и цвет в природе”. Физматгиз, 1958 г. Прим. ред.].

1 из 6

Презентация на тему: Зелёный луч

№ слайда 1

Описание слайда:

Зелёный лучЗелёный луч - редкое оптическое явление, вспышка зелёного света в момент исчезновения солнечного диска под горизонтом (обычно морским) или появления его из-за горизонта. Явление крайне редкое.Для наблюдения зелёного луча необходимы три условия: открытый горизонт (в степи или на море в отсутствие волнения), чистый воздух и свободная от облаков сторона горизонта, где происходит заход или восход Солнца.

№ слайда 2

Описание слайда:

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.Рефракция (преломление) солнечных лучей в атмосфере сопровождается их дисперсией, т. е. разложением в спектр.

№ слайда 3

Описание слайда:

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.

№ слайда 4

Описание слайда:

№ слайда 5

Описание слайда:

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.

№ слайда 6

Описание слайда:

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.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.

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.

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. Читатель, надо полагать, не повторит заблуждения великого поэта и не будет ожидать, что призма перекрасит для него все предметы. 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, – продолжает 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» (рис. 119).

Рис. 119. Длительное наблюдение «зеленого луча»; наблюдатель видел «зеленый луч» за горным хребтом в течение 5 минут. Выше справа – «зеленый луч», видимый в подзорную трубу. Диск Солнца имеет неправильные контуры. В положении 1 блеск солнечного диска ослепляет глаз и мешает видеть зеленую каемку простым глазом. В положении 2, когда диск Солнца почти исчезает, «зеленый луч» становится доступным простому глазу.

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 (рис. 119).

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.

Солнце – не единственное светило, посылающее «зеленый луч». Случалось видеть это явление, порождаемое заходящей Венерой [О миражах и зеленом луче можно узнать из превосходной книги М. Миннарта «Свет и цвет в природе». Физматгиз, 1958 г. Прим. ред. ].