Faisceau de lumière verte. FAISCEAU VERT

Jules Verne. Vert faisceau

En gros, les chanceux qui ont eu l’occasion de voir ça sont des marins. Ils croient que son apparition est de bon augure, le signe de la réussite du voyage. Les gens croyaient que celui qui voyait le rayon vert trouverait le bonheur. Des éclairs lumineux de couleur bleu-vert au bord du Soleil laissent des impressions et des souvenirs indélébiles pour toute une vie.

Les sceptiques considèrent le faisceau vert comme une fiction ou une illusion d'optique. Certains pensent qu’il s’agit d’une réaction de l’œil humain, fatigué de contempler le soleil. C'est pour ce dernier que le célèbre vulgarisateur scientifique Ya. I. Perelman, dans son livre « Entertaining Physics », explique non seulement en détail la cause du phénomène naturel « rayon vert », mais fournit également des faits qui réfutent diverses idées fausses à ce sujet. Et à notre époque, où la technologie photographique permet de capturer de nombreux cas d'apparition d'un rayon vert, les doutes devraient, semble-t-il, laisser les sceptiques.

Les raisons de ce spectacle extraordinaire sont faciles à expliquer à partir des connaissances acquises au lycée. On sait que la lumière solaire est constituée d’un ensemble d’ondes électromagnétiques, chacune ayant sa propre fréquence et sa propre longueur. Une onde d'une certaine fréquence est perçue par l'œil humain comme une couleur : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet (chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan). La couleur rouge a la longueur d'onde la plus longue de ce spectre, environ 0,7 à 0,6 micromètres. Pour le vert et le violet, la longueur d'onde est respectivement d'environ 0,5 et 0,4 micromètres. Malgré de si petites différences de longueur d'onde, les rayons de différentes couleurs se propagent différemment dans la matière, en particulier, ils ont des vitesses différentes. La dépendance de la vitesse des ondes lumineuses dans la matière sur leur longueur ou leur fréquence est une manifestation d'une dépendance plus générale de la vitesse de réponse de la matière à la fréquence des oscillations du champ électrique dans une onde lumineuse. En physique, ce phénomène est appelé dispersion. Dans la plupart des substances et environnements, y compris l'atmosphère terrestre, la lumière rouge se propage à une vitesse plus élevée que la lumière bleu-vert. Cette relation, appelée dispersion normale, correspond à des indices de réfraction plus faibles pour la lumière rouge que pour la lumière bleu-vert. Rappelons que l'indice de réfraction est une grandeur qui montre à quel point la vitesse de la lumière dans la matière v est inférieure à celle dans le vide : n = c/v, où c ≈ 3,108 m/s est la vitesse de la lumière dans le vide.

Et si vous connaissez aussi la loi de la réfraction de la lumière, tout est généralement simple. Selon cette loi, lorsque la lumière tombe obliquement sur la limite de milieux ayant des indices de réfraction différents, le faisceau lumineux s'écarte de la direction initiale de propagation, c'est-à-dire qu'il est réfracté. Lorsqu'un faisceau lumineux pénètre dans un milieu avec une valeur n plus grande depuis une région avec une valeur n plus petite, par exemple depuis le vide, où n = 1, l'angle de réfraction est toujours inférieur à l'angle d'incidence. Rappelons que les deux angles sont mesurés depuis la normale (perpendiculaire) jusqu'à l'interface entre les régions. Étant donné que les indices de réfraction des ondes de différentes longueurs sont différents, les angles de réfraction seront différents, à savoir : la lumière rouge sera moins réfractée que la verte. C'est notamment la raison de la décomposition de la lumière blanche en un spectre lorsqu'elle passe à travers un prisme de verre. Une décomposition similaire de la lumière solaire en spectre se produit également dans l’atmosphère terrestre. Cependant, elle n'est observée que dans des cas isolés et dans des endroits particuliers. Ainsi, lorsque le soleil se couche ou se lève, ses rayons, visibles par un observateur sur Terre, tombent obliquement depuis l'espace (vide). Puisque la densité de l’atmosphère augmente à mesure qu’elle s’approche de la surface de la Terre, l’indice de réfraction de la lumière augmente également. La lumière, se propageant de l'espace à la surface de la terre, est constamment réfractée, et donc décomposée en un spectre, et, comme dans un prisme de verre, les rayons de lumière rouge sont les moins réfractés. Bien que la différence entre les indices de réfraction des rayons lumineux rouges et bleu-vert dans l'atmosphère soit extrêmement faible, à de grandes distances (des centaines de kilomètres), l'effet de leur séparation est tout à fait observable. C'est précisément la raison de l'apparition du rayon vert. En effet, alors que le soleil est déjà en dessous de l'horizon et que ses rayons rouges passent au-dessus de l'observateur, des rayons verts de longueur d'onde plus courte, plus fortement déviés, peuvent être observés. Bien sûr, les rayons bleus, indigo et violets, qui ont une longueur d'onde encore plus courte, sont beaucoup plus fortement réfractés, mais il est presque impossible de les voir : ils sont très fortement diffusés et absorbés dans l'atmosphère terrestre.

Le principal obstacle à l'observation du faisceau vert est la diffusion des particules en suspension de brouillard, de poussière, de fumée et d'autres pollutions atmosphériques terrestres, ainsi que des irrégularités atmosphériques. De plus, comme déjà mentionné, la longueur du trajet de la lumière solaire depuis le point d'entrée dans l'atmosphère terrestre jusqu'au point d'observation doit être assez grande. Toutes ces conditions sont plus facilement remplies lors de l’observation du coucher ou du lever du soleil sur de grandes étendues d’eau. Il est quasiment impossible d'apercevoir un rayon vert dans la steppe ou dans une zone boisée. Même en comprenant toutes les raisons physiques et l’origine naturelle du rayon vert, il est difficile de se débarrasser du fort impact émotionnel. C'est pourquoi, comme les marins et les poètes, je veux croire que l'apparition de ce miracle de la nature sera de bon augure pour le pays et ses habitants.

« Avez-vous déjà observé le Soleil se coucher sous l’horizon de la mer ? Oui, sans aucun doute. L'avez-vous suivi jusqu'à ce que le bord supérieur du disque touche l'horizon puis disparaisse ? Probablement oui. Mais avez-vous remarqué le phénomène qui se produit au moment où le corps rayonnant projette son dernier rayon, si en même temps le ciel est libre de nuages ​​et complètement transparent ?

Peut-être pas. Ne manquez pas l'occasion de faire une telle observation : ce qui frappera votre regard n'est pas un rayon rouge, mais un rayon vert, une couleur verte merveilleuse, telle qu'aucun artiste ne peut réaliser sur sa palette et que la nature elle-même ne reproduit pas non plus dans les différentes nuances de la végétation ou la couleur de la mer la plus transparente."

Une note similaire dans un journal anglais a ravi la jeune héroïne du roman « Le rayon vert » de Jules Verne et l’a incité à entreprendre une série de voyages dans le seul but de voir le rayon vert de ses propres yeux.

La jeune Écossaise n’a pas réussi, comme le raconte le romancier, à observer ce magnifique phénomène naturel. Mais cela existe toujours. Le rayon vert n’est pas une légende, même si de nombreuses choses légendaires lui sont associées. C'est un phénomène que tout amoureux de la nature peut admirer s'il le recherche avec patience.

Pourquoi le faisceau vert apparaît-il ?

Vous comprendrez la raison de ce phénomène si vous vous rappelez comment les objets nous apparaissent lorsque nous les regardons à travers un prisme de verre.

Faites cette expérience : tenez un prisme horizontalement près de votre œil avec son côté large vers le bas et regardez à travers lui un morceau de papier épinglé sur le mur. Vous remarquerez que la feuille, d'une part, s'est élevée nettement au-dessus de sa véritable position, et d'autre part, elle a une bordure bleu-violet en haut et une bordure jaune-rouge en bas.

La montée dépend de la réfraction de la lumière, les bords colorés dépendent de la dispersion du verre, c'est-à-dire des propriétés du verre à réfracter différemment les rayons de différentes couleurs. Les rayons violets et bleus sont plus fortement réfractés que les autres, nous voyons donc une bordure bleu-violet en haut ; les rouges réfractent le plus faiblement, et donc le bord inférieur de notre morceau de papier a une bordure rouge.

Pour mieux comprendre ce qui suit, il faut s’attarder sur l’origine de ces bordures colorées. Le prisme décompose la lumière blanche émanant du papier en toutes les couleurs du spectre, donnant de nombreuses images colorées de la feuille de papier, disposées en se chevauchant partiellement, dans l'ordre de réfraction.

De l'action simultanée de ceux-ci superposés. Les images couleur des yeux les uns sur les autres reçoivent une sensation de couleur blanche (ajout de couleurs spectrales), mais des bordures de couleurs non miscibles dépassent en haut et en bas. Le célèbre poète Goethe, qui a réalisé cette expérience et n’en a pas compris le sens, a imaginé qu’il avait ainsi exposé la fausseté de l’enseignement de Newton sur les couleurs, puis a écrit sa propre « Science des fleurs », qui est presque entièrement basée sur des idées fausses.

Le disque du Soleil reçoit un liseré bleu et vert en haut, et un liseré rouge-jaune en bas. Alors que le Soleil est au-dessus de l'horizon, la lumière du disque avec sa luminosité interrompt des rayures colorées beaucoup moins vives, et nous ne les remarquons pas du tout. Mais aux moments du lever et du coucher du soleil, lorsque la quasi-totalité de son disque est cachée sous l'horizon, on peut voir la bordure bleue du bord supérieur. Il est bicolore : il y a une bande bleue au-dessus et une bande bleue en dessous, issue d'un mélange de rayons bleus et verts.

Lorsque l'air près de l'horizon est complètement propre et transparent, nous voyons une bordure bleue - un « rayon bleu ». Mais le plus souvent les rayons bleus sont diffusés par l’atmosphère et il ne reste qu’une bordure verte : le phénomène du « rayon vert ».

Enfin, dans la plupart des cas, les rayons bleus et verts sont également diffusés par l'atmosphère nuageuse - alors aucune bordure n'est remarquée : le Soleil se couche dans une boule cramoisie.

L'astronome de Pulkovo, G. A. Tikhov, qui a consacré une étude spéciale au « rayon vert », rapporte quelques signes de la visibilité de ce phénomène.

"Si le Soleil est rouge au coucher du soleil et qu'il est facile à observer à l'œil nu, alors nous pouvons affirmer avec certitude qu'il n'y aura pas de rayon vert."

La raison est claire : la couleur rouge du disque solaire indique une forte diffusion des rayons bleus et verts par l’atmosphère, c’est-à-dire tout le bord supérieur du disque. "Au contraire", poursuit l'astronome, "si le Soleil a peu changé sa couleur jaune blanchâtre habituelle et se couche très brillant (c'est-à-dire si l'absorption de la lumière par l'atmosphère est faible. - Ya. P.), alors nous pouvons très probablement nous attendre à un rayon vert.

Mais ici, il est précisément important que l'horizon soit une ligne nette, sans irrégularités, sans forêts, bâtiments, etc. Ces conditions sont mieux remplies en mer ; c’est pourquoi le rayon vert est si connu des marins.

« .. Dans la dernière minute avant le coucher du soleil, alors qu'une partie notable de celui-ci est encore visible, le disque, qui a une bordure ondulatoire mais nettement définie, est entouré d'un bord vert. Jusqu'au coucher complet du Soleil, ce bord n'est pas visible à l'œil nu. Il ne devient visible qu'au moment où le Soleil disparaît complètement sous l'horizon.

Si vous regardez à travers un télescope avec un grossissement suffisamment fort (environ 100 fois), vous pouvez retracer tous les phénomènes en détail : la bordure verte devient visible au plus tard 10 minutes avant le coucher du soleil ;

il limite la partie supérieure du disque, tandis qu'une bordure rouge est observée depuis la partie inférieure.

La largeur de la bordure, d'abord très petite (quelques secondes d'arc seulement), augmente à mesure que le Soleil se couche ; il atteint parfois jusqu'à une demi-minute d'arc. Au-dessus du bord vert, on observe souvent des saillies vertes qui, avec la disparition progressive du Soleil, semblent glisser le long de son bord jusqu'au point le plus élevé ; parfois, ils se détachent du bord et brillent séparément pendant plusieurs secondes jusqu'à ce qu'ils s'éteignent » (Fig. 119).

Riz. 119. Observation à long terme du « rayon vert » ;

l'observateur a vu un « faisceau vert » derrière la chaîne de montagnes pendant 5 minutes.

En haut à droite se trouve un « faisceau vert » visible à travers un télescope. Le disque solaire a des contours irréguliers. En position 1, l'éblouissement du disque solaire aveugle l'œil et rend difficile la vision de la bordure verte à l'œil nu. En position 2, lorsque le disque du Soleil disparaît presque, le « rayon vert » devient accessible à l'œil nu.

Habituellement, le phénomène dure une seconde ou deux. Mais dans des circonstances exceptionnelles, sa durée est sensiblement allongée. Il y a eu un cas où le « faisceau vert » a été observé pendant plus de 5 minutes ! Le soleil se couchait derrière une montagne lointaine et un observateur marchant rapidement a vu la bordure verte du disque solaire, comme s'il glissait le long du flanc de la montagne (Fig. 119).

Les cas d'observation du « rayon vert » au lever du soleil, lorsque le bord supérieur de l'astre commence à apparaître sous l'horizon, sont très instructifs. Cela réfute l’hypothèse souvent exprimée selon laquelle le « rayon vert » est une illusion d’optique à laquelle l’œil, fatigué de l’éclat brillant du soleil qui vient de se coucher, succombe.

Le soleil n’est pas le seul luminaire à envoyer un « rayon vert ». Il m'est arrivé de voir ce phénomène généré par le coucher de Vénus. [Vous pouvez en apprendre davantage sur les mirages et le rayon vert dans l'excellent livre de M. Minnart « Lumière et couleur dans la nature ». Fizmatgiz, 1958. Env. éd.].

Diagramme de réfraction d'un rayon solaire. Un rayon de soleil dans l'atmosphère terrestre subit une réfraction - il est réfracté comme dans un prisme de verre.

En forme de rayon
émeraude,
Bonheur doré
clé -
je vais l'avoir à nouveau
Mon vert
faisceau faible....
N. Zabolotski

Chacun de nous a vu à plusieurs reprises comment le disque solaire disparaît derrière l'horizon dans le ciel rouge du coucher du soleil. La couleur caractéristique d'un coucher de soleil est due à la réfraction et à la diffusion de la lumière solaire dans l'atmosphère terrestre (voir « Science et Vie » n° 9, 1993). Cependant, peu de gens connaissent un autre phénomène optique, qui se produit également au coucher du soleil et est associé à la propagation de la lumière dans l'atmosphère terrestre : l'apparition d'un rayon vert. Cet événement naturel unique peut être observé lorsque la ligne d’horizon est éloignée et que l’air est limpide. Dans la plupart des cas, le faisceau vert n'est visible que pendant un instant à la surface de la mer ou de l'océan, et parfois seulement dans les montagnes. Son apparition en Russie centrale est un événement extrêmement rare et n’est possible qu’avec la combinaison réussie d’un grand nombre de facteurs favorables. L'auteur de cet article a pu observer et photographier un faisceau vert sur la Volga, dans la région de Nijni Novgorod.

Le plus souvent, le faisceau vert était observé par les marins lors de longs voyages et ils pensaient que son apparition était de bon augure, le signe de la réussite du voyage. Les gens croyaient que ceux qui auraient la chance de voir un rayon vert trouveraient leur bonheur. Il existe une légende racontée par Jules Verne dans le roman « Le Rayon Vert », selon laquelle « ceux qui auront la chance de voir au moins une fois un rayon vert deviendront propriétaires d'un trésor inestimable dont le nom est « sincère ». perspicacité. » Et alors la personne n’aura pas peur des idées fausses et des illusions, car elle pourra lire sans difficulté dans son propre cœur et dans celui des autres. Les couleurs bleu-vert vives de l’éruption au bord du Soleil laissent des impressions et des souvenirs durables qui dureront toute une vie. Ils ont inspiré le poète Nikolai Zabolotsky, qui a observé un rayon vert sur la mer Baltique, à écrire un poème dont une strophe est tirée en épigraphe de cet article.

Les sceptiques considèrent le faisceau vert comme une fiction ou une illusion d'optique. Certains pensent qu’il s’agit d’une réaction de l’œil humain, fatigué de contempler le soleil. C'est pour ce dernier que le célèbre vulgarisateur scientifique Ya. I. Perelman, dans son livre « Entertaining Physics », explique non seulement en détail la cause du phénomène naturel « rayon vert », mais fournit également des faits qui réfutent diverses idées fausses à ce sujet. Mais seulement à notre époque, où la technologie photographique permet de capturer de nombreux cas d'apparition d'un rayon vert, il semble que les doutes devraient laisser les sceptiques.

Les raisons de ce spectacle extraordinaire peuvent être facilement comprises à partir des connaissances acquises au lycée. On sait que la lumière solaire est constituée d’un ensemble d’ondes électromagnétiques, chacune ayant sa propre fréquence et sa propre longueur. Une onde d'une certaine fréquence est perçue par l'œil humain comme une couleur : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet (chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan). La couleur rouge a la longueur d'onde la plus longue de ce spectre, environ 0,7 à 0,6 micromètres. Pour le vert et le violet, la longueur d'onde est respectivement d'environ 0,5 et 0,4 micromètres. Malgré de si petites différences de longueur d'onde, les rayons de différentes couleurs se propagent différemment dans la matière, en particulier, ils ont des vitesses différentes. La dépendance de la vitesse des ondes lumineuses dans la matière sur leur longueur ou leur fréquence est une manifestation d'une dépendance plus générale de la vitesse de réponse de la matière à la fréquence des oscillations du champ électrique dans une onde lumineuse. En physique, ce phénomène est appelé dispersion. Dans la plupart des substances et environnements, y compris l'atmosphère terrestre, la lumière rouge se propage à une vitesse plus élevée que la lumière bleu-vert. Cette relation, appelée dispersion normale, correspond à des indices de réfraction plus faibles pour la lumière rouge que pour la lumière bleu-vert. Rappelons que l'indice de réfraction est une grandeur qui montre à quel point la vitesse de la lumière dans la matière v est inférieure à celle dans le vide : n = c/v, où c ≈ 3 10 8 m/s est la vitesse de la lumière dans le vide.

La deuxième chose nécessaire pour comprendre le phénomène est la connaissance de la loi de la réfraction de la lumière. Selon cette loi, lorsque la lumière tombe obliquement sur la limite de milieux ayant des indices de réfraction différents, le faisceau lumineux s'écarte de la direction initiale de propagation, c'est-à-dire qu'il est réfracté. Lorsqu'un faisceau lumineux pénètre dans un milieu avec une valeur n plus grande depuis une région avec une valeur n plus petite, par exemple depuis le vide, où n = 1, l'angle de réfraction est toujours inférieur à l'angle d'incidence. Rappelons que les deux angles sont mesurés depuis la normale (perpendiculaire) jusqu'à la limite entre les régions. Étant donné que les indices de réfraction des ondes de différentes longueurs sont différents, les angles de réfraction seront différents, à savoir : la lumière rouge sera moins réfractée que la verte. C'est notamment la raison de la décomposition de la lumière blanche en un spectre lorsqu'elle passe à travers un prisme de verre. Une décomposition similaire de la lumière solaire en spectre se produit également dans l’atmosphère terrestre. Cependant, elle n'est observée que dans des cas isolés et dans des endroits particuliers. Ainsi, lorsque le soleil se couche ou se lève, ses rayons, visibles par un observateur sur Terre, tombent obliquement depuis l'espace (vide). Puisque la densité de l’atmosphère augmente à mesure qu’elle s’approche de la surface de la Terre, l’indice de réfraction de la lumière augmente également. La lumière, se propageant de l'espace à la surface de la terre, est constamment réfractée, et donc décomposée en un spectre, et, comme dans un prisme de verre, les rayons de lumière rouge sont les moins réfractés. Bien que la différence entre les indices de réfraction des rayons lumineux rouges et bleu-vert dans l'atmosphère soit extrêmement faible, à de grandes distances (des centaines de kilomètres), l'effet de leur séparation est tout à fait observable. C'est précisément la raison de l'apparition du rayon vert. En effet, alors que le soleil est déjà en dessous de l'horizon et que ses rayons rouges passent au-dessus de l'observateur, des rayons verts de longueur d'onde plus courte, plus fortement déviés, peuvent être observés. Bien sûr, les rayons bleus, indigo et violets, qui ont une longueur d'onde encore plus courte, sont beaucoup plus fortement réfractés, mais il est presque impossible de les voir : ils sont très fortement diffusés et absorbés dans l'atmosphère terrestre.

Le principal obstacle à l'observation du faisceau vert est la diffusion des particules en suspension de brouillard, de poussière, de fumée et d'autres pollutions atmosphériques terrestres, ainsi que des irrégularités atmosphériques. De plus, comme déjà mentionné, la longueur du trajet de la lumière solaire depuis le point d'entrée dans l'atmosphère terrestre jusqu'au point d'observation doit être assez grande. Toutes ces conditions sont plus facilement remplies lors de l’observation du coucher ou du lever du soleil sur de grandes étendues d’eau. Il est quasiment impossible d'apercevoir un rayon vert dans la steppe ou dans une zone boisée. Le fait que ce phénomène ait pu être observé sur la Volga, au centre de la Russie, est très probablement dû à des conditions météorologiques exceptionnellement favorables, ainsi qu'au choix judicieux du moment et du lieu d'observation. Cela s'est produit au tout début du mois de mai, alors que, en raison du printemps tardif, la floraison massive des plantes n'avait pas encore commencé. Le temps était clair et frais, l’air était pur et transparent. J'étais sur la digue de la Volga, juste derrière l'endroit où l'Oka s'y jette, derrière ce qu'on appelle la broche. De ce point, la Volga peut être vue sur une longue distance en amont.

Même en comprenant toutes les raisons physiques et l’origine naturelle du rayon vert, il est difficile de se débarrasser du fort impact émotionnel. C'est pourquoi, comme les marins et les poètes, je veux croire que l'apparition de ce miracle de la nature sur la Volga, au cœur même de la Russie, sera de bon augure pour le pays et ses habitants.

Littérature

Zaerman M. Rayon vert dans la mer de Kara.- "Science et Vie", 1980, n°12, p. 109.

Minnart M. Lumière et couleur dans la nature.- M., 1969.

Perelman Ya. Physique divertissante.- M., 1972.

Poulianov V. Rayon vert dans la mer Rouge.- "Science et Vie", 1993, n°8, p. 27.

Urbanchik A. Rayon vert du Soleil.- "Science et Vie", 1989, n°12, p. 94.

Illustration "Rayon vert sur la mer Baltique."
À l'horizon, on distingue les contours d'un pont sur la Volga, situé plusieurs kilomètres avant le confluent de l'Oka et de la Volga. Apparemment, la distance entre l'horizon et le point d'observation s'est avérée suffisante pour séparer les rayons solaires réfractés en un spectre. C'est ainsi que j'ai vu le faisceau vert.

Faisceau vert- un phénomène optique, un éclair de lumière verte au moment où le disque solaire disparaît au-delà de l'horizon (généralement la mer) ou apparaît derrière l'horizon.

"Avez-vous déjà observé le Soleil se coucher sous l'horizon de la mer ? Oui, sans aucun doute. L'avez-vous suivi jusqu'au moment où le bord supérieur du disque touche l'horizon puis disparaît ? Probablement oui. Mais avez-vous remarqué le phénomène que se passe-t-il au moment où l'astre rayonnant projette son dernier rayon, si en même temps le ciel est libre de nuages ​​et complètement transparent. Peut-être ne manquez-vous pas l'occasion de faire une telle observation : pas un rayon rouge ne vous frappera ? œil, mais un vert, un vert merveilleux ? une couleur qu'aucun artiste ne peut réaliser sur sa palette et que la nature elle-même ne reproduit pas, ni dans les diverses nuances de la végétation, ni dans la couleur de la mer la plus transparente.

Une note dans un journal anglais tirée du roman "Le rayon vert" de Jules Verne

Une telle note ravit la jeune héroïne du roman « Le Rayon Vert » de Jules Verne et la pousse à entreprendre une série de voyages dans le seul but de voir le rayon vert de ses propres yeux. Le jeune Écossais n’a pas pu, comme le raconte le romancier, observer ce magnifique phénomène naturel. Mais cela existe toujours. Le rayon vert n’est pas une légende, même si de nombreuses choses légendaires lui sont associées. C'est un phénomène que tout amoureux de la nature peut admirer s'il le recherche avec patience. Pourquoi le faisceau vert apparaît-il ?
Vous comprendrez la raison de ce phénomène si vous vous rappelez comment les objets nous apparaissent lorsque nous les regardons à travers un prisme de verre. Faites cette expérience : tenez un prisme horizontalement près de votre œil avec son côté large vers le bas et regardez à travers lui un morceau de papier épinglé sur le mur. Vous remarquerez que la feuille, d'une part, s'est élevée nettement au-dessus de sa véritable position, et d'autre part, elle a une bordure bleu-violet en haut et une bordure jaune-rouge en bas. La montée dépend de la réfraction de la lumière, les bords colorés dépendent de la dispersion du verre, c'est-à-dire des propriétés du verre à réfracter différemment les rayons de différentes couleurs. Les rayons violets et bleus sont plus fortement réfractés que les autres, nous voyons donc une bordure bleu-violet en haut ; les rouges réfractent le plus faiblement, et donc le bord inférieur de notre morceau de papier a une bordure rouge.

Pour mieux comprendre ce qui suit, il faut s’attarder sur l’origine de ces bordures colorées. Le prisme décompose la lumière blanche émanant du papier en toutes les couleurs du spectre, donnant de nombreuses images colorées de la feuille de papier, disposées en se chevauchant partiellement, dans l'ordre de réfraction. De l'action simultanée de ceux-ci superposés. Les images couleur des yeux les uns sur les autres reçoivent une sensation de couleur blanche (ajout de couleurs spectrales), mais des bordures de couleurs non miscibles dépassent en haut et en bas.

Le célèbre poète Goethe, qui a réalisé cette expérience sans en comprendre le sens, a imaginé avoir ainsi exposé la fausseté de l’enseignement de Newton sur les couleurs, puis a écrit sa propre « Science des couleurs », qui est presque entièrement basée sur des idées fausses.

L'atmosphère terrestre apparaît à nos yeux comme s'il s'agissait d'un immense prisme aérien, dont la base est tournée vers le bas. En regardant le Soleil à l'horizon, nous le regardons à travers un prisme gazeux. Le disque du Soleil reçoit un liseré bleu et vert en haut, et un liseré rouge-jaune en bas. Alors que le Soleil est au-dessus de l'horizon, la lumière du disque avec sa luminosité interrompt des rayures colorées beaucoup moins vives, et nous ne les remarquons pas du tout. Mais aux moments du lever et du coucher du soleil, lorsque la quasi-totalité de son disque est cachée sous l'horizon, on peut voir la bordure bleue du bord supérieur. Il est bicolore : il y a une bande bleue au-dessus et une bande bleue en dessous, issue d'un mélange de rayons bleus et verts. Lorsque l'air près de l'horizon est complètement propre et transparent, nous voyons une bordure bleue - un « rayon bleu ». Mais le plus souvent les rayons bleus sont diffusés par l’atmosphère et il ne reste qu’une bordure verte : le phénomène du « rayon vert ». Enfin, dans la plupart des cas, les rayons bleus et verts sont également diffusés par l'atmosphère nuageuse - alors aucune bordure n'est remarquée : le Soleil se couche dans une boule cramoisie.

L'astronome de Pulkovo, G. A. Tikhov, qui a consacré une étude spéciale au « rayon vert », rapporte quelques signes de la visibilité de ce phénomène. " Si le Soleil est rouge au coucher du soleil et facile à regarderà l'œil nu, nous pouvons affirmer avec certitude que il n'y aura pas de faisceau vert"La raison est claire : la couleur rouge du disque solaire indique une forte diffusion des rayons bleus et verts par l'atmosphère, c'est-à-dire tout le bord supérieur du disque. "Au contraire, poursuit l'astronome, " si le Soleil a peu changé par rapport à sa couleur jaune blanchâtre habituelle et se couche très brillamment(c'est-à-dire si l'absorption de la lumière par l'atmosphère est faible. - Ya. P.), alors c'est possible avec une forte probabilité attends le faisceau vert. Mais ici, il est précisément important que l'horizon soit une ligne nette, sans irrégularités, sans forêts, bâtiments, etc. Ces conditions sont mieux remplies en mer ; c'est pourquoi le rayon vert est si connu des marins.

Donc, pour voir le « rayon vert », il faut observer le Soleil au coucher ou au lever du soleil dans un ciel très clair. Dans les pays du sud, le ciel près de l'horizon est plus transparent que le nôtre, c'est pourquoi le phénomène du « rayon vert » y est plus souvent observé. Mais dans notre pays, ce n’est pas aussi rare qu’on le pense, probablement sous l’influence du roman de Jules Verne. Les recherches persistantes du « rayon vert » sont tôt ou tard récompensées par le succès. Il est arrivé d'attraper ce beau phénomène même à l'aide d'une lunette d'observation. Deux astronomes alsaciens décrivent ainsi une telle observation :
« …Dans la dernière minute avant le coucher du soleil, alors qu'une partie notable de celui-ci est encore visible, le disque, qui a une bordure ondulée, mobile mais nettement définie, est entouré d'un bord vert jusqu'à ce que le Soleil ait. complètement figé, ce bord n'est pas visible à l'œil nu. Il ne devient visible qu'au moment où le Soleil disparaît complètement derrière l'horizon. Si vous regardez à travers un télescope avec un grossissement suffisamment fort (environ 100 fois), vous pouvez retracer l'ensemble du cercle. phénomènes en détail : la bordure verte devient visible au plus tard 10 minutes avant le coucher du soleil ; arc), augmente à mesure que le Soleil se couche ; il atteint parfois une demi-minute d'arc. Au-dessus du bord vert, on observe souvent des protubérances vertes qui deviennent progressivement visibles lorsque le Soleil disparaît, elles semblent glisser le long de son bord jusqu'au point le plus haut. ; parfois, ils se détachent du bord et brillent séparément pendant plusieurs secondes jusqu'à ce qu'ils s'éteignent. « Habituellement, le phénomène dure une seconde ou deux. Mais dans des circonstances exceptionnelles, sa durée est sensiblement allongée. Il y a eu un cas où le « faisceau vert » a été observé pendant plus de 5 minutes ! Le soleil se couchait derrière une montagne lointaine, et un observateur marchant rapidement a vu la bordure verte du disque solaire, comme s'il glissait le long du flanc de la montagne.

Les cas d'observation du « rayon vert » au lever du soleil, lorsque le bord supérieur de l'astre commence à apparaître sous l'horizon, sont très instructifs. Cela réfute l’hypothèse souvent exprimée selon laquelle le « rayon vert » est une illusion d’optique à laquelle l’œil, fatigué de l’éclat brillant du soleil qui vient de se coucher, succombe.

"Avez-vous déjà observé le Soleil se coucher sous l'horizon de la mer ? Oui, sans aucun doute. L'avez-vous suivi jusqu'au moment où le bord supérieur du disque touche l'horizon puis disparaît ? Probablement oui. Mais avez-vous remarqué le phénomène que se passe-t-il au moment où l'astre rayonnant projette son dernier rayon, si en même temps le ciel est libre de nuages ​​et complètement transparent. Peut-être ne manquez-vous pas l'occasion de faire une telle observation : pas un rayon rouge ne vous frappera ? œil, mais un vert, un vert merveilleux ? une couleur qu'aucun artiste ne peut réaliser sur sa palette et que la nature elle-même ne reproduit pas, ni dans les diverses nuances de la végétation, ni dans la couleur de la mer la plus transparente.

Une note similaire dans un journal a ravi la jeune héroïne du roman « Le rayon vert » de Jules-Verne et l’a incité à entreprendre une série de voyages dans le seul but de voir le rayon vert de ses propres yeux. Le jeune voyageur n’a pas pu, comme le raconte le romancier, observer ce beau phénomène naturel. Mais cela existe toujours. Le rayon vert n’est pas une légende, même si de nombreuses choses légendaires lui sont associées. C'est un phénomène que tout amoureux de la nature peut admirer s'il le recherche avec patience.

Pourquoi le faisceau vert apparaît-il ?

Vous comprendrez la raison de ce phénomène si vous vous rappelez comment les objets nous apparaissent lorsque nous les regardons à travers un prisme de verre. Faites cette expérience : tenez le prisme horizontalement près de votre œil, côté large vers le bas, et regardez à travers lui un morceau de papier épinglé sur le mur. Vous remarquerez que la feuille, d’une part, s’est élevée nettement au-dessus de sa véritable position et, d’autre part, a une bordure bleu-violet en haut et une bordure jaune-rouge en bas. La montée dépend de la réfraction de la lumière, les bords colorés dépendent de la dispersion du verre, c'est à dire des propriétés du verre inégalement réfracter les rayons différentes couleurs. Les rayons violets et bleus sont plus fortement réfractés que les autres - c'est pourquoi nous voyons une bordure bleu-violet en haut ; les rouges réfractent le plus faiblement, et donc le bord inférieur de notre morceau de papier a une bordure rouge.

Pour mieux comprendre ce qui suit, il faut s’attarder sur l’origine de ces bordures colorées. Le prisme décompose la lumière blanche émanant du papier en toutes les couleurs du spectre, donnant de nombreuses images colorées de la feuille de papier, disposées en se chevauchant partiellement, dans l'ordre de réfraction. De l'action simultanée de ces images couleurs superposées, l'œil reçoit une sensation de couleur blanche (ajout de couleurs spectrales), mais des bordures de couleurs non mélangées apparaissent en haut et en bas. Le célèbre poète Goethe, qui a réalisé cette expérience sans en comprendre le sens, a imaginé avoir ainsi exposé la fausseté de l’enseignement de Newton sur les couleurs, puis a écrit sa propre « Science des couleurs », qui est presque entièrement basée sur des idées fausses. Notre lecteur, nous devons le supposer, ne répétera pas l’idée fausse du poète et ne s’attendra pas à ce que le prisme recolore tous les objets pour lui.

L'atmosphère terrestre apparaît à nos yeux comme s'il s'agissait d'un immense prisme aérien, dont la base est tournée vers le bas. En regardant le Soleil à l'horizon, nous le regardons à travers un prisme gazeux. Le disque du Soleil reçoit un liseré bleu et vert en haut, et un liseré rouge-jaune en bas. Alors que le Soleil est au-dessus de l'horizon, la lumière du disque avec sa luminosité interrompt des rayures colorées beaucoup moins vives, et nous ne les remarquons pas du tout. Mais aux moments du lever et du coucher du soleil, lorsque la quasi-totalité de son disque est cachée sous l'horizon, on peut voir la bordure bleue du bord supérieur. Il est bicolore : il y a une bande bleue au-dessus et une bande bleue en dessous, issue d'un mélange de rayons bleus et verts. Lorsque l'air près de l'horizon est complètement propre et transparent, nous voyons une bordure bleue - un « rayon bleu ». Mais le plus souvent les rayons bleus sont diffusés par l’atmosphère, et seule subsiste une bordure verte : le phénomène du « rayon vert ». Enfin, dans la plupart des cas, les rayons bleus et verts sont également diffusés par l'atmosphère trouble – aucun bord n'est alors remarqué. Le soleil se couche comme une boule cramoisie.

Astronome de Pulkovo G.A. Tikhov, qui a consacré une étude spéciale au « rayon vert », rapporte quelques signes de la visibilité de ce phénomène. "Si le Soleil est rouge au coucher du soleil et qu'il est facile à observer à l'œil nu, alors nous pouvons affirmer avec certitude qu'il n'y aura pas de rayon vert." La raison est claire : la couleur rouge du disque solaire indique une forte diffusion des rayons bleus et verts par l’atmosphère, c’est-à-dire tout le bord supérieur du disque. "Au contraire", poursuit l'astronome, "si le Soleil a peu changé par rapport à sa couleur jaune blanchâtre habituelle et se couche très brillant (c'est-à-dire si l'absorption de la lumière par l'atmosphère est faible). Japper.), Que. vous pouvez très probablement vous attendre à un faisceau vert. Mais ici, il est précisément important que l'horizon soit une ligne nette, sans irrégularités, sans forêts, bâtiments, etc. Ces conditions sont mieux remplies en mer ; C'est pour cela que le rayon vert est si connu des marins."

Ainsi, pour voir le « rayon vert », il faut observer le Soleil au moment de son coucher ou de son lever dans un ciel très dégagé. Dans les pays du sud, le ciel près de l'horizon est plus transparent que le nôtre ; c’est pourquoi le phénomène du « rayon vert » y est plus souvent observé. Mais dans notre pays, ce n’est pas si rare ; comme beaucoup le pensent, probablement sous l'influence du roman de Jules Verne. Les recherches persistantes du « rayon vert » sont tôt ou tard récompensées par le succès. Il est arrivé d'attraper ce beau phénomène même à l'aide d'une lunette d'observation. Deux astronomes alsaciens décrivent ainsi une telle observation.

... "Dans la dernière minute avant le coucher du soleil, alors qu'une partie notable de celui-ci est encore visible, le disque, qui présente une bordure ondulatoire mais nettement définie, est entouré d'un bord vert.

Jusqu'au coucher complet du Soleil, ce bord n'est pas visible à l'œil nu. Il ne devient visible qu'au moment où le Soleil disparaît complètement sous l'horizon. Si vous regardez à travers un télescope avec un grossissement suffisamment fort (environ 100 fois), vous pouvez retracer tous les phénomènes en détail : la bordure verte devient visible au plus tard 10 minutes avant le coucher du soleil ; il limite la partie supérieure du disque, tandis qu'une bordure rouge est observée depuis la partie inférieure. La largeur de la bordure, d'abord très petite (quelques secondes d'arc seulement), augmente à mesure que le Soleil se couche ; il atteint parfois jusqu'à une demi-minute d'arc. Au-dessus du bord vert, on observe souvent des saillies vertes qui, avec la disparition progressive du Soleil, semblent glisser le long de son bord jusqu'au point le plus élevé ; parfois, ils se détachent du bord et brillent séparément pendant plusieurs secondes jusqu'à ce qu'ils s'éteignent" (Fig. 126).

Riz. 126. Observation à long terme du « rayon vert » ; l'observateur a vu un « faisceau vert » derrière la chaîne de montagnes pendant 5 minutes. En haut à droite se trouve un « faisceau vert » visible à travers un télescope. Le disque solaire a des contours irréguliers. En position 1, l'éblouissement du disque solaire aveugle l'œil et rend difficile la vision de la bordure verte à l'œil nu. En position 2, lorsque le disque du Soleil disparaît presque, le « rayon vert » devient accessible à l'œil nu

Habituellement, le phénomène dure une seconde ou deux. Mais dans des circonstances exceptionnelles, sa durée est sensiblement allongée. Il y a eu un cas où le « faisceau vert » a été observé pendant plus de 5 minutes. Le soleil se couchait derrière une montagne lointaine et un observateur marchant rapidement a vu la bordure verte du disque solaire, comme s'il glissait le long du flanc de la montagne (Fig. 126).

Cas d'observation d'un « rayon vert » pendant lever du soleil Le soleil, lorsque le bord supérieur du luminaire commence à apparaître sous l'horizon. Cela réfute l'hypothèse souvent exprimée selon laquelle le « rayon vert » est une illusion d'optique à laquelle l'œil, fatigué de l'éclat brillant du soleil qui vient de se coucher, succombe.

Le soleil n’est pas le seul luminaire à envoyer un « rayon vert ». Il m'est arrivé de voir ce phénomène généré par la mise en place de Vénus ; Il existe deux observations connues de ce type.

Comme certains autres phénomènes de l’optique atmosphérique, le « rayon vert » n’est pas expliqué en détail. La raison en est qu'elle a attiré l'attention des physiciens relativement récemment et qu'elle est représentée par un nombre insuffisant d'observations. Des rapports détaillés de témoins oculaires profiteront sans aucun doute à la science ; des observations consciencieuses de la part d’amis de la physique sont ici hautement souhaitables.