Žalias šviesos spindulys. ŽALIAS SPINDULYS

Žiulis Vernas. Žalia sija

Iš esmės laimingieji, kurie turėjo galimybę tai pamatyti, yra jūreiviai. Jie mano, kad jo išvaizda yra geras ženklas, sėkmingo kelionės užbaigimo ženklas. Žmonės tikėjo, kad tas, kuris pamatys žalią spindulį, ras laimę. Ryškūs mėlynai žalios spalvos blyksniai Saulės pakraštyje palieka neišdildomus įspūdžius ir prisiminimus visam gyvenimui.

Skeptikai žalią spindulį laiko fikcija arba optine iliuzija. Kai kurie mano, kad tai yra žmogaus akies reakcija, pavargusi nuo saulės apmąstymų. Būtent pastarajam garsusis mokslo populiarintojas Ya I. Perelmanas savo knygoje „Pramoginė fizika“ ne tik išsamiai paaiškina gamtos reiškinio „žaliojo spindulio“ priežastį, bet ir pateikia įvairių klaidingų nuomonių apie tai paneigiančių faktų. O mūsų laikais, kai fotografijos technologijos leidžia užfiksuoti daugybę žalio spindulio atsiradimo atvejų, abejonės, regis, turėtų palikti skeptikus.

Šio nepaprasto reginio atsiradimo priežastis nesunku paaiškinti remiantis vidurinėje mokykloje įgytomis žiniomis. Yra žinoma, kad saulės šviesa susideda iš elektromagnetinių bangų rinkinio, kurių kiekviena turi savo dažnį ir ilgį. Tam tikro dažnio bangą žmogaus akis suvokia kaip spalvą: raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, indigo ir violetinę (kiekvienas medžiotojas nori žinoti, kur sėdi fazanas). Raudona spalva turi ilgiausią bangos ilgį šiame spektre, maždaug 0,7–0,6 mikrometro. Žalios ir violetinės spalvos bangos ilgis yra atitinkamai maždaug 0,5 ir 0,4 mikrometro. Nepaisant tokių, atrodytų, nedidelių bangos ilgio skirtumų, skirtingų spalvų spinduliai materijoje sklinda skirtingai, visų pirma, jų greitis yra skirtingas. Šviesos bangų greičio priklausomybė materijoje nuo jų ilgio ar dažnio yra bendresnės medžiagos reakcijos greičio priklausomybės nuo elektrinio lauko virpesių dažnio šviesos bangoje pasireiškimas. Fizikoje šis reiškinys vadinamas dispersija. Daugumoje medžiagų ir aplinkos, įskaitant žemės atmosferą, raudona šviesa sklinda didesniu greičiu nei mėlynai žalia šviesa. Šis ryšys, vadinamas normalia dispersija, atitinka mažesnius raudonos šviesos lūžio rodiklius nei mėlynai žalios šviesos. Prisiminkime, kad lūžio rodiklis yra dydis, parodantis, kiek šviesos greitis medžiagoje v yra mažesnis nei vakuume: n = c/v, kur c ≈ 3,108 m/s – šviesos greitis vakuume.

Ir jei dar žinote šviesos lūžio dėsnį, viskas paprastai yra paprasta. Pagal šį dėsnį šviesai krentant įstrižai ant skirtingų lūžio rodiklių terpės ribos, šviesos spindulys nukrypsta nuo pradinės sklidimo krypties, tai yra lūžta. Kai šviesos spindulys patenka į didesnę n reikšmę turinčią terpę iš mažesnės n reikšmės srities, pavyzdžiui, iš vakuumo, kur n = 1, lūžio kampas visada yra mažesnis už kritimo kampą. Prisiminkite, kad abu kampai matuojami nuo normalaus (statmens) iki sąsajos tarp sričių. Kadangi skirtingo ilgio bangų lūžio rodikliai yra skirtingi, lūžio kampai skirsis, būtent: raudona šviesa lūžta mažiau nei žalia. Tai visų pirma yra priežastis, dėl kurios baltoji šviesa suskaidoma į spektrą, kai ji praleidžiama per stiklinę prizmę. Panašus saulės šviesos skaidymas į spektrą vyksta ir Žemės atmosferoje. Tačiau tai pastebima tik pavieniais atvejais ir ypatingose ​​vietose. Taigi, saulei tekant ar tekant, jos spinduliai, matomi stebėtojui Žemėje, krenta įstrižai iš kosmoso (vakuumo). Kadangi atmosferos tankis didėja artėjant prie Žemės paviršiaus, didėja ir šviesos lūžio rodiklis. Šviesa, sklindanti iš kosmoso į žemės paviršių, nuolat lūžta, todėl suskaidoma į spektrą, o raudonos šviesos spinduliai, kaip ir stiklinėje prizmėje, lūžta mažiausiai. Nors raudonų ir mėlynai žalių šviesos spindulių lūžio rodiklių skirtumas atmosferoje yra itin mažas, dideliais atstumais (šimtais kilometrų) jų atskyrimo efektas yra gana pastebimas. Būtent dėl ​​šios priežasties atsirado žalias spindulys. Iš tiesų, nors saulė iš tikrųjų jau yra žemiau horizonto, o jos raudoni spinduliai praeina virš stebėtojo, galima pamatyti trumpesnio bangos ilgio žalius spindulius, kurie yra labiau nukreipti. Žinoma, mėlyni, indigo ir violetiniai spinduliai, kurių bangos ilgis yra dar trumpesnis, lūžta daug stipriau, tačiau jų pamatyti beveik neįmanoma: jie labai stipriai išsibarstę ir absorbuojami žemės atmosferoje.

Pagrindinė kliūtis stebėti žalią spindulį yra sklaidos nuo skendinčių rūko dalelių, dulkių, dūmų ir kitos sausumos oro taršos, taip pat nuo atmosferos nelygumų. Be to, kaip jau minėta, saulės šviesos kelio ilgis nuo patekimo į Žemės atmosferą taško iki stebėjimo taško turi būti gana didelis. Visas šias sąlygas lengviausia įvykdyti stebint saulėlydį ar saulėtekį virš didelių vandens plotų. Stepėje ar miškingoje vietovėje beveik neįmanoma pamatyti žalio spindulėlio. Net suprantant visas fizines priežastis ir natūralią žaliojo spindulio kilmę, sunku atsikratyti stipraus emocinio poveikio. Todėl kaip jūreiviai ir poetai noriu tikėti, kad šio gamtos stebuklo atsiradimas pasitarnaus kaip geras ženklas šaliai ir joje gyvenantiems žmonėms.

„Ar jūs kada nors stebėjote, kaip saulė leidžiasi žemiau jūros horizonto? Taip, be jokios abejonės. Ar sekėte jį tol, kol viršutinis disko kraštas paliečia horizontą ir tada dingsta? Tikriausiai taip. Tačiau ar pastebėjote reiškinį, kuris atsiranda tuo metu, kai spinduliuojantis kūnas meta paskutinį spindulį, jei tuo pačiu metu dangus yra be debesų ir visiškai skaidrus?

Galbūt ne. Nepraleiskite progos pastebėti: į akis kris ne raudonas spindulys, o žalias, nuostabiai žalia spalva, kurios joks menininkas negali pasiekti savo paletėje ir kurios pati gamta taip pat neatkuria. įvairių atspalvių augmenija arba skaidriausia jūra.

Panašus užrašas viename Anglijos laikraštyje nudžiugino jaunąją Žiulio Verno romano „Žaliasis spindulys“ heroję ir paskatino ją leistis į daugybę kelionių, kurių vienintelis tikslas – pamatyti žalią spindulį savo akimis.

Jaunajai škotei, kaip pasakoja romanistas, nepavyko stebėti šio nuostabaus gamtos reiškinio. Bet jis vis dar egzistuoja. Žalias spindulys nėra legenda, nors su juo siejama daug legendinių dalykų. Tai reiškinys, kuriuo gali žavėtis kiekvienas gamtos mylėtojas, jei jo ieškos su derama kantrybe.

Kodėl pasirodo žalias spindulys?

Reiškinio priežastį suprasite, jei prisiminsite, kaip mums atrodo daiktai, kai žiūrime į juos per stiklinę prizmę.

Atlikite šį eksperimentą: laikykite prizmę horizontaliai šalia akies plačiąja puse žemyn ir pro ją pažiūrėkite į ant sienos prisegtą popieriaus lapą. Pastebėsite, kad lapas, pirma, gerokai pakilo virš tikrosios padėties, antra, jo viršuje yra violetinė-mėlyna kraštinė, o apačioje – geltonai raudona.

Pakilimas priklauso nuo šviesos lūžio, spalvoti kraštai – nuo ​​stiklo sklaidos, t.y. stiklo savybių skirtingai laužti skirtingų spalvų spindulius. Violetiniai ir mėlyni spinduliai lūžta stipriau nei kiti, todėl viršuje matome violetinį-mėlyną kraštą; raudoni lūžta silpniausiai, todėl mūsų popieriaus lapo apatinis kraštas turi raudoną kraštelį.

Norint geriau suprasti, kas vyksta toliau, būtina pasidomėti šių spalvotų kraštinių kilme. Prizmė išskaido iš popieriaus sklindančią baltą šviesą į visas spektro spalvas, suteikdama daug spalvotų popieriaus lapo vaizdų, išdėstytų, iš dalies persidengiančių vienas su kitu, lūžio tvarka.

Nuo vienalaikio šių uždėtų veiksmų. Spalvoti vienas kito akių vaizdai jaučia baltą spalvą (pridedama spektrinių spalvų), tačiau viršuje ir apačioje išsikiša nesimaišančių spalvų ribos. Garsus poetas Gėtė, atlikęs šį eksperimentą ir nesupratęs jo prasmės, įsivaizdavo, kad taip atskleidė Niutono mokymo apie spalvas klaidingumą, o tada parašė savo „Gėlių mokslą“, kuris beveik visiškai pagrįstas klaidingomis idėjomis.

Saulės diskas viršuje gauna mėlyną ir žalią kraštą, o apačioje - raudonai geltoną kraštą. Kol Saulė yra virš horizonto, disko šviesa savo ryškumu pertraukia daug mažiau ryškių spalvų juosteles, o mes jų visai nepastebime. Tačiau saulėtekio ir saulėlydžio akimirkomis, kai beveik visas jo diskas yra paslėptas po horizontu, matome mėlyną viršutinio krašto kraštą. Jis yra dviejų spalvų: viršuje yra mėlyna juostelė, o apačioje - mėlyna juostelė iš mėlynų ir žalių spindulių mišinio.

Kai oras šalia horizonto yra visiškai švarus ir skaidrus, matome mėlyną kraštą - „mėlyną spindulį“. Tačiau dažniau mėlynus spindulius išsklaido atmosfera ir lieka tik žalia riba: „žaliojo spindulio“ reiškinys.

Galiausiai, dažniausiai mėlynus ir žalius spindulius išsklaido ir debesuota atmosfera – tuomet nepastebima jokia briauna: Saulė leidžiasi tamsiai raudoname rutulyje.

Pulkovo astronomas G. A. Tikhovas, specialų tyrimą skyręs „žaliajam spinduliui“, praneša apie kai kuriuos šio reiškinio matomumo požymius.

„Jei saulė saulėlydžio metu yra raudonos spalvos ir į ją lengva žiūrėti plika akimi, galime drąsiai teigti, kad žalio spindulio nebus.

Priežastis aiški: raudona saulės disko spalva rodo stiprų mėlynų ir žalių spindulių sklaidą atmosferoje, t.y., visą viršutinį disko kraštą. „Priešingai, – tęsia astronomas, – jei Saulė mažai pakeitė savo įprastą balkšvai gelsvą spalvą ir leidžiasi labai ryškiai (tai yra, jei atmosferos šviesos sugertis yra maža. – Taip. P.), tada greičiausiai galime tikėtis žalio spindulio.

Tačiau čia labai svarbu, kad horizontas būtų aštri linija, be jokių nelygumų, šalia esančių miškų, pastatų ir pan. Šios sąlygos geriausiai atitinka jūrą; štai kodėl žalias spindulys taip gerai žinomas jūreiviams“.

“.. Paskutinę minutę prieš saulėlydį, kai, vadinasi, pastebima jo dalis dar matoma, diskas, turintis banguotai judančią, bet ryškiai apibrėžtą kraštą, yra apjuostas žaliu apvadu. Kol Saulė visiškai nenusileido, šis apvadas nėra matomas plika akimi. Jis tampa matomas tik tuo metu, kai Saulė visiškai išnyksta žemiau horizonto.

Jei žiūrite pro teleskopą su pakankamai stipriu padidinimu (apie 100 kartų), galite detaliai atsekti visus reiškinius: žalia riba tampa pastebima vėliausiai likus 10 minučių iki saulėlydžio;

jis apriboja viršutinę disko dalį, o iš apatinės dalies matomas raudonas kraštas.

Krašto plotis, iš pradžių labai mažas (tik kelios lanko sekundės), didėja saulei leidžiantis; kartais siekia iki pusės lanko minutės. Virš žaliojo krašto dažnai pastebimi žali išsikišimai, kurie, pamažu nykstant Saulei, tarsi slenka jos kraštu iki aukščiausio taško; kartais jie atsiplėšia nuo ratlankio ir kelias sekundes šviečia atskirai, kol užgęsta“ (119 pav.).

Ryžiai. 119. Ilgalaikis „žaliojo spindulio“ stebėjimas;

stebėtojas už kalnų grandinės 5 minutes matė „žalią spindulį“.

Viršuje dešinėje yra "žalias spindulys", matomas per teleskopą. Saulės diskas turi netaisyklingus kontūrus. 1 padėtyje saulės disko blizgesys apakina akis ir plika akimi sunku pamatyti žalią kraštą. 2 padėtyje, kai Saulės diskas beveik išnyksta, „žalias spindulys“ tampa prieinamas plika akimi.

Paprastai reiškinys trunka sekundę ar dvi. Tačiau išskirtinėmis aplinkybėmis jo trukmė pastebimai pailgėja. Buvo atvejis, kai „žaliasis spindulys“ buvo stebimas ilgiau nei 5 minutes! Saulė leidosi už tolimo kalno, o greitai vaikščiojantis stebėtojas išvydo žalią saulės disko kraštą, tarsi slenkančią kalno šlaitu (119 pav.).

Labai pamokantys atvejai, kai saulėtekyje stebimas „žaliasis spindulys“, kai iš po horizonto pradeda ryškėti viršutinis šviestuvo kraštas. Tai paneigia dažnai išsakytą spėjimą, kad „žalias spindulys“ yra optinė apgaulė, kuriai pasiduoda akis, pavargusi nuo ryškaus ką tik besileidžiančios Saulės spindesio.

Saulė nėra vienintelis šviesulys, siunčiantis „žalią spindulį“. Atsitiktinai mačiau šį reiškinį, sukurtą nustatant Venerą [Apie miražus ir žalią spindulį galite sužinoti iš puikios M. Minnaert knygos „Šviesa ir spalvos gamtoje“. Fizmatgiz, 1958. Apytiksl. red.].

Saulės spindulio lūžio diagrama. Saulės spindulys Žemės atmosferoje patiria lūžimą – jis lūžta, kaip stiklinėje prizmėje.

Panašus į spindulį
smaragdas,
Auksinė laimė
raktas -
Aš vėl gausiu
Mano žalia
silpnas spindulys...
N. Zabolotskis

Kiekvienas iš mūsų ne kartą matė, kaip saulės diskas dingsta už horizonto raudoname saulėlydžio danguje. Būdinga saulėlydžio spalva atsiranda dėl saulės šviesos lūžio ir sklaidos Žemės atmosferoje (žr. „Mokslas ir gyvenimas“ Nr. 9, 1993). Tačiau mažai kas žino apie kitą optinį reiškinį, kuris taip pat vyksta saulėlydžio metu ir yra susijęs su šviesos sklidimu žemės atmosferoje – žalio spindulio atsiradimą. Šį unikalų gamtos reiškinį galima stebėti, kai horizonto linija yra toli, o oras yra skaidrus. Daugeliu atvejų žalią spindulį galima pamatyti tik akimirką virš jūros ar vandenyno paviršiaus ir tik kartais kalnuose. Jo pasirodymas centrinėje Rusijoje yra itin retas įvykis ir įmanomas tik sėkmingai derinant daugybę palankių veiksnių. Šio straipsnio autorius galėjo stebėti ir nufotografuoti žalią spindulį Volgoje, Nižnij Novgorodo srityje.

Dažniausiai žalią spindulį stebėdavo jūreiviai ilgų kelionių metu ir tikėjo, kad jo išvaizda yra geras ženklas, sėkmingo kelionės užbaigimo ženklas. Žmonės tikėjo, kad tie, kuriems pasiseks pamatyti žalią spindulį, ras savo laimę. Žiulio Verno romane „Žaliasis spindulys“ pasakojama legenda, pagal kurią „tas, kuriam pasiseks bent kartą pamatyti žalią spindulį, taps neįkainojamo lobio, kurio pavadinimas yra „nuoširdus“, savininkais. Ir tada žmogus nebijos jokių klaidingų nuomonių ir iliuzijų, nes galės be vargo skaityti savo ir kitų širdyse. Ryškios melsvai žalios blykstės spalvos Saulės pakraštyje palieka neišdildomus įspūdžius ir prisiminimus, kurie išliks visam gyvenimui. Jie įkvėpė poetą Nikolajų Zabolotskį, kuris Baltijos jūroje stebėjo žalią spindulį, parašyti eilėraštį, kurio posmas paimtas kaip šio straipsnio epigrafas.

Skeptikai žalią spindulį laiko fikcija arba optine iliuzija. Kai kurie mano, kad tai yra žmogaus akies reakcija, pavargusi nuo saulės apmąstymų. Būtent pastarajam garsusis mokslo populiarintojas Ya I. Perelmanas savo knygoje „Pramoginė fizika“ ne tik išsamiai paaiškina gamtos reiškinio „žaliojo spindulio“ priežastį, bet ir pateikia įvairių klaidingų nuomonių apie tai paneigiančių faktų. Tačiau tik mūsų laikais, kai fotografijos technologijos leidžia užfiksuoti daugybę žalio spindulio atsiradimo atvejų, atrodo, kad abejonės turėtų palikti skeptikus.

Šio nepaprasto reginio priežastis nesunkiai galima suprasti remiantis vidurinėje mokykloje įgytomis žiniomis. Yra žinoma, kad saulės šviesa susideda iš elektromagnetinių bangų rinkinio, kurių kiekviena turi savo dažnį ir ilgį. Tam tikro dažnio bangą žmogaus akis suvokia kaip spalvą: raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, indigo ir violetinę (kiekvienas medžiotojas nori žinoti, kur sėdi fazanas). Raudona spalva turi ilgiausią bangos ilgį šiame spektre, maždaug 0,7–0,6 mikrometro. Žalios ir violetinės spalvos bangos ilgis yra atitinkamai maždaug 0,5 ir 0,4 mikrometro. Nepaisant tokių, atrodytų, nedidelių bangos ilgio skirtumų, skirtingų spalvų spinduliai materijoje sklinda skirtingai, visų pirma, jų greitis yra skirtingas. Šviesos bangų greičio priklausomybė materijoje nuo jų ilgio ar dažnio yra bendresnės medžiagos reakcijos greičio priklausomybės nuo elektrinio lauko virpesių dažnio šviesos bangoje pasireiškimas. Fizikoje šis reiškinys vadinamas dispersija. Daugumoje medžiagų ir aplinkos, įskaitant žemės atmosferą, raudona šviesa sklinda didesniu greičiu nei mėlynai žalia šviesa. Šis ryšys, vadinamas normalia dispersija, atitinka mažesnius raudonos šviesos lūžio rodiklius nei mėlynai žalios šviesos. Prisiminkime, kad lūžio rodiklis yra dydis, parodantis, kiek šviesos greitis medžiagoje v yra mažesnis nei vakuume: n = c/v, kur c ≈ 3 10 8 m/s – šviesos greitis vakuume.

Antras dalykas, kurio reikia norint suprasti reiškinį, yra šviesos lūžio dėsnio žinojimas. Pagal šį dėsnį šviesai krentant įstrižai ant skirtingų lūžio rodiklių terpės ribos, šviesos spindulys nukrypsta nuo pradinės sklidimo krypties, tai yra lūžta. Kai šviesos spindulys patenka į didesnę n reikšmę turinčią terpę iš mažesnės n reikšmės srities, pavyzdžiui, iš vakuumo, kur n = 1, lūžio kampas visada yra mažesnis už kritimo kampą. Prisiminkite, kad abu kampai matuojami nuo normalaus (statmens) iki sąsajos tarp sričių. Kadangi skirtingo ilgio bangų lūžio rodikliai yra skirtingi, lūžio kampai skirsis, būtent: raudona šviesa lūžta mažiau nei žalia. Tai visų pirma yra priežastis, dėl kurios baltoji šviesa suskaidoma į spektrą, kai ji praleidžiama per stiklinę prizmę. Panašus saulės šviesos skaidymas į spektrą vyksta ir Žemės atmosferoje. Tačiau tai pastebima tik pavieniais atvejais ir ypatingose ​​vietose. Taigi, saulei tekant ar tekant, jos spinduliai, matomi stebėtojui Žemėje, krenta įstrižai iš kosmoso (vakuumo). Kadangi atmosferos tankis didėja artėjant prie Žemės paviršiaus, didėja ir šviesos lūžio rodiklis. Šviesa, sklindanti iš kosmoso į žemės paviršių, nuolat lūžta, todėl suskaidoma į spektrą, o raudonos šviesos spinduliai, kaip ir stiklinėje prizmėje, lūžta mažiausiai. Nors raudonų ir mėlynai žalių šviesos spindulių lūžio rodiklių skirtumas atmosferoje yra itin mažas, dideliais atstumais (šimtais kilometrų) jų atskyrimo efektas yra gana pastebimas. Būtent dėl ​​šios priežasties atsirado žalias spindulys. Iš tiesų, nors saulė iš tikrųjų jau yra žemiau horizonto, o jos raudoni spinduliai praeina virš stebėtojo, galima pamatyti trumpesnio bangos ilgio žalius spindulius, kurie yra labiau nukreipti. Žinoma, mėlyni, indigo ir violetiniai spinduliai, kurių bangos ilgis yra dar trumpesnis, lūžta daug stipriau, tačiau jų pamatyti beveik neįmanoma: jie labai stipriai išsibarstę ir absorbuojami žemės atmosferoje.

Pagrindinė kliūtis stebėti žalią spindulį yra sklaidos nuo skendinčių rūko dalelių, dulkių, dūmų ir kitos sausumos oro taršos, taip pat nuo atmosferos nelygumų. Be to, kaip jau minėta, saulės šviesos kelio ilgis nuo patekimo į Žemės atmosferą taško iki stebėjimo taško turi būti gana didelis. Visas šias sąlygas lengviausia įvykdyti stebint saulėlydį ar saulėtekį virš didelių vandens plotų. Stepėje ar miškingoje vietovėje beveik neįmanoma pamatyti žalio spindulėlio. Tai, kad šį reiškinį buvo galima pastebėti Volgoje, centrinėje Rusijoje, greičiausiai lėmė išskirtinai palankios oro sąlygos, taip pat sėkmingas stebėjimo laiko ir vietos pasirinkimas. Tai įvyko pačioje gegužės pradžioje, kai dėl vėlyvo pavasario dar nebuvo prasidėjęs masinis augalų žydėjimas. Oras buvo giedras ir vėsus, oras švarus ir skaidrus. Buvau Volgos krantinėje, tiesiai už tos vietos, kur į ją įteka Oka, už vadinamosios nerijos. Nuo šio taško Volga gali būti matoma dideliu atstumu prieš srovę.

Net suprantant visas fizines priežastis ir natūralią žaliojo spindulio kilmę, sunku atsikratyti stipraus emocinio poveikio. Todėl kaip jūreiviai ir poetai noriu tikėti, kad šio gamtos stebuklo pasirodymas virš Volgos, pačioje Rusijos širdyje, pasitarnaus kaip geras ženklas šaliai ir joje gyvenantiems žmonėms.

Literatūra

Zaermanas M. Žalias spindulys Karos jūroje.- „Mokslas ir gyvenimas“, 1980, Nr. 12, p. 109.

Minartas M. Šviesa ir spalva gamtoje.- M., 1969 m.

Perelmanas Ya. Linksma fizika.- M., 1972 m.

Pouljanovas V. Žalias spindulys Raudonojoje jūroje.- „Mokslas ir gyvenimas“, 1993, Nr. 8, p. 27.

Urbančikas A. Žalias saulės spindulys.- „Mokslas ir gyvenimas“, 1989, Nr. 12, p. 94.

Iliustracija „Žalias spindulys Baltijos jūroje“.
Horizonte galite įžvelgti tilto per Volgą, esančio kelis kilometrus prieš Okos ir Volgos santaką, kontūrus. Matyt, atstumas nuo horizonto iki stebėjimo taško pasirodė esąs pakankamas, kad būtų galima atskirti lūžusius saulės spindulius į spektrą. Taip pamačiau žalią spindulį.

Žalia spindulys- optinis reiškinys, žalios šviesos blyksnis tuo momentu, kai saulės diskas dingsta už horizonto (dažniausiai jūros) arba pasirodo iš už horizonto.

"Ar kada nors stebėjote Saulę, leidžiančią žemiau jūros horizonto? Taip, be jokios abejonės. Ar sekėte ją iki to momento, kai viršutinis disko kraštas paliečia horizontą ir tada išnyksta? Tikriausiai taip. Bet ar pastebėjote reiškinys, kas atsitinka tuo metu, kai švytintis šviesulys meta paskutinį spindulį, jei tuo pačiu metu dangus yra be debesų ir visiškai skaidrus akis, o žalia, nuostabiai žalia spalva, kurios joks menininkas negali pasiekti savo paletėje ir kurios pati gamta neatsigamina nei įvairiais augalijos atspalviais, nei skaidriausios jūros spalvomis.

Pastaba anglų laikraštyje iš Žiulio Verno romano „Žaliasis spindulys“

Toks užrašas nudžiugino jaunąją Žiulio Verno romano „Žaliasis spindulys“ heroję ir paskatino leistis į daugybę kelionių, kurių vienintelis tikslas – pamatyti žalią spindulį savo akimis. Jaunasis škotas negalėjo stebėti šio nuostabaus gamtos reiškinio, kaip pasakoja romanistas. Bet ji vis dar egzistuoja. Žalias spindulys nėra legenda, nors su juo siejama daug legendinių dalykų. Tai reiškinys, kuriuo gali žavėtis kiekvienas gamtos mylėtojas, jei jo ieškos su derama kantrybe. Kodėl pasirodo žalias spindulys?
Reiškinio priežastį suprasite, jei prisiminsite, kaip daiktai mums atrodo, kai į juos žiūrime per stiklinę prizmę. Atlikite šį eksperimentą: laikykite prizmę horizontaliai šalia akies plačiąja puse žemyn ir per ją pažiūrėkite į ant sienos prisegtą popieriaus lapą. Pastebėsite, kad lapas, pirma, gerokai pakilo virš tikrosios padėties, antra, jo viršuje yra violetinė-mėlyna kraštinė, o apačioje – geltonai raudona. Pakilimas priklauso nuo šviesos lūžio, spalvoti kraštai – nuo ​​stiklo sklaidos, t.y. stiklo savybių skirtingai laužti skirtingų spalvų spindulius. Violetiniai ir mėlyni spinduliai lūžta stipriau nei kiti, todėl viršuje matome violetinę-mėlyną apvadą; raudoni lūžta silpniausiai, todėl mūsų popieriaus lapo apatinis kraštas turi raudoną kraštelį.

Norint geriau suprasti, kas vyksta toliau, būtina pasidomėti šių spalvotų kraštinių kilme. Prizmė išskaido iš popieriaus sklindančią baltą šviesą į visas spektro spalvas, suteikdama daug spalvotų popieriaus lapo vaizdų, išdėstytų, iš dalies persidengiančių vienas su kitu, lūžio tvarka. Nuo vienalaikio šių uždėtų veiksmų. Spalvoti vienas kito akių vaizdai jaučia baltą spalvą (pridedama spektrinių spalvų), tačiau viršuje ir apačioje išsikiša nesimaišančių spalvų ribos.

Garsus poetas Goethe, atlikęs šį eksperimentą ir nesupratęs jo prasmės, įsivaizdavo, kad taip atskleidė Niutono mokymo apie spalvas klaidingumą, o tada parašė savo „Spalvų mokslą“, kuris beveik visiškai pagrįstas klaidingomis idėjomis.

Žemės atmosfera mūsų akims atrodo tarsi didžiulė oro prizmė, kurios pagrindas nukreiptas žemyn. Žiūrėdami į Saulę horizonte, mes žiūrime į ją per dujų prizmę. Saulės diskas viršuje gauna mėlyną ir žalią kraštą, o apačioje - raudonai geltoną kraštą. Kol Saulė yra virš horizonto, disko šviesa savo ryškumu pertraukia daug mažiau ryškių spalvų juosteles, o mes jų visai nepastebime. Tačiau saulėtekio ir saulėlydžio akimirkomis, kai beveik visas jo diskas yra paslėptas po horizontu, matome mėlyną viršutinio krašto kraštą. Jis yra dviejų spalvų: viršuje yra mėlyna juostelė, o apačioje - mėlyna juostelė iš mėlynų ir žalių spindulių mišinio. Kai oras šalia horizonto yra visiškai švarus ir skaidrus, matome mėlyną kraštą - „mėlyną spindulį“. Tačiau dažniau mėlynus spindulius išsklaido atmosfera ir lieka tik žalia riba: „žaliojo spindulio“ reiškinys. Galiausiai, dažniausiai mėlynus ir žalius spindulius išsklaido ir debesuota atmosfera – tuomet nepastebima jokia riba: Saulė leidžiasi tamsiai raudoname rutulyje.

Pulkovo astronomas G. A. Tikhovas, kuris skyrė specialų „žaliojo spindulio“ tyrimą, praneša apie kai kuriuos šio reiškinio matomumo požymius. “ Jei saulė saulėlydžio metu yra raudona ir į ją lengva žiūrėti plika akimi galime drąsiai teigti, kad žalio spindulio nebus"Priežastis aiški: raudona saulės disko spalva rodo stiprų mėlynų ir žalių spindulių sklaidą atmosferoje, ty visame viršutiniame disko krašte. "Priešingai, - tęsia astronomas. jei Saulė mažai pasikeitė nuo įprastos balkšvai gelsvos spalvos ir leidžiasi labai ryškiai(t. y. jei atmosferos šviesos sugertis yra maža. - Taip. P.), tada tai įmanoma su didele tikimybe laukti žalio spindulio. Tačiau čia labai svarbu, kad horizontas būtų aštri linija, be jokių nelygumų, šalia esančių miškų, pastatų ir pan. Šios sąlygos geriausiai atitinka jūrą; Štai kodėl žalias spindulys taip gerai žinomas jūreiviams“.

Taigi, norėdami pamatyti „žaliąjį spindulį“, turite stebėti saulę saulėlydžio ar saulėtekio metu labai giedrame danguje. Pietų šalyse dangus prie horizonto yra skaidresnis nei pas mus, todėl ten dažniau stebimas „žaliojo spindulio“ reiškinys. Tačiau pas mus tai nėra toks retas atvejis, kaip daugelis galvoja, tikriausiai Žiulio Verno romano įtakoje. Nuolatinės „žaliojo spindulio“ paieškos anksčiau ar vėliau yra apdovanotos sėkme. Šį gražų reiškinį pavyko užfiksuoti net per stebėjimo taikiklį. Du Elzaso astronomai tokį stebėjimą apibūdina taip:
„...Paskutinę minutę prieš saulėlydį, kai todėl dar matoma pastebima jo dalis, diskas, turintis banguotą, judantį, bet ryškiai apibrėžtą kraštą, yra apjuostas žaliu apvadu visiškai nustatytas, šis apvadas nematomas plika akimi. Jis tampa matomas tik tuo metu, kai Saulė visiškai išnyksta už horizonto. Jei žiūrite per teleskopą su pakankamai stipriu padidinimu (apie 100 kartų), galite atsekti visas reiškiniai: žalia riba tampa pastebima ne vėliau kaip 10 minučių iki saulėlydžio, o iš apačios yra raudona kraštinė, iš pradžių labai maža (tik kelios lanko sekundės). ), didėja Saulei leidžiantis, ji kartais siekia iki pusės lanko taškas kartais nulipa nuo ratlankio ir šviečia atskirai kelias sekundes, kol užgęsta „Paprastai reiškinys trunka sekundę ar dvi. Tačiau išskirtinėmis aplinkybėmis jo trukmė pastebimai pailgėja. Buvo atvejis, kai „žaliasis spindulys“ buvo stebimas ilgiau nei 5 minutes! Saulė leidosi už tolimo kalno, o greitai vaikščiojantis stebėtojas pamatė žalią saulės disko kraštą, tarsi slenkantį kalno šlaitu.

Labai pamokantys atvejai, kai saulėtekyje stebimas „žaliasis spindulys“, kai iš po horizonto pradeda ryškėti viršutinis šviestuvo kraštas. Tai paneigia dažnai išsakytą spėjimą, kad „žalias spindulys“ yra optinė apgaulė, kuriai pasiduoda akis, pavargusi nuo ryškaus ką tik besileidžiančios Saulės spindesio.

"Ar kada nors stebėjote Saulę, leidžiančią žemiau jūros horizonto? Taip, be jokios abejonės. Ar sekėte ją iki to momento, kai viršutinis disko kraštas paliečia horizontą ir tada išnyksta? Tikriausiai taip. Bet ar pastebėjote reiškinys, kas atsitinka tuo metu, kai švytintis šviesulys meta paskutinį spindulį, jei tuo pačiu metu dangus yra be debesų ir visiškai skaidrus akis, o žalia, nuostabiai žalia spalva, kurios negali pasiekti joks menininkas savo paletėje ir kurios pati gamta neatsigamina nei įvairiais augalijos atspalviais, nei skaidriausios jūros spalvomis.

Panašus užrašas viename laikraštyje nudžiugino jaunąją Jules-Verne romano „Žaliasis spindulys“ heroję ir paskatino ją leistis į daugybę kelionių, kurių vienintelis tikslas – pamatyti žalią spindulį savo akimis. Jaunasis keliautojas negalėjo stebėti šio nuostabaus gamtos reiškinio, kaip pasakoja romanistas. Bet ji vis dar egzistuoja. Žalias spindulys nėra legenda, nors su juo siejama daug legendinių dalykų. Tai reiškinys, kuriuo gali žavėtis kiekvienas gamtos mylėtojas, jei jo ieškos su derama kantrybe.

Kodėl pasirodo žalias spindulys?

Reiškinio priežastį suprasite, jei prisiminsite, kaip daiktai mums atrodo, kai į juos žiūrime per stiklinę prizmę. Atlikite šį eksperimentą: laikykite prizmę horizontaliai prie akies plačia puse žemyn ir pro ją pažiūrėkite į ant sienos prisegtą popieriaus lapą. Pastebėsite, kad lapas, pirma, gerokai pakilo virš savo tikrosios padėties, antra, turi violetiškai mėlyną kraštelį viršuje ir geltonai raudoną apačią. Pakilimas priklauso nuo šviesos lūžio, spalvoti kraštai – nuo ​​stiklo sklaidos, t.y. stiklo savybių. nevienodai lūžti spinduliai skirtingos spalvos. Violetiniai ir mėlyni spinduliai lūžta stipriau nei kiti – štai kodėl viršuje matome violetinės-mėlynos spalvos kraštą; raudoni lūžta silpniausiai, todėl mūsų popieriaus lapo apatinis kraštas turi raudoną kraštelį.

Norint geriau suprasti, kas vyksta toliau, būtina pasidomėti šių spalvotų kraštinių kilme. Prizmė išskaido iš popieriaus sklindančią baltą šviesą į visas spektro spalvas, suteikdama daug spalvotų popieriaus lapo vaizdų, išdėstytų, iš dalies persidengiančių vienas su kitu, lūžio tvarka. Vienu metu veikiant šiems spalvotiems vaizdams, akis gauna baltos spalvos pojūtį (pridedama spektrinių spalvų), tačiau viršuje ir apačioje atsiranda nesimaišančių spalvų ribos. Garsus poetas Goethe, atlikęs šį eksperimentą ir nesupratęs jo prasmės, įsivaizdavo, kad taip atskleidė Niutono mokymo apie spalvas klaidingumą, o tada parašė savo „Spalvų mokslą“, kuris beveik visiškai pagrįstas klaidingomis idėjomis. Turime manyti, kad mūsų skaitytojas nekartos poeto klaidingų nuomonių ir nesitikės, kad prizmė jam perspalvins visus objektus.

Žemės atmosfera mūsų akims atrodo tarsi didžiulė oro prizmė, kurios pagrindas nukreiptas žemyn. Žiūrėdami į Saulę horizonte, mes žiūrime į ją per dujų prizmę. Saulės diskas viršuje gauna mėlyną ir žalią kraštą, o apačioje - raudonai geltoną kraštą. Kol Saulė yra virš horizonto, disko šviesa savo ryškumu pertraukia daug mažiau ryškių spalvų juosteles, o mes jų visai nepastebime. Tačiau saulėtekio ir saulėlydžio akimirkomis, kai beveik visas jo diskas yra paslėptas po horizontu, matome mėlyną viršutinio krašto kraštą. Jis yra dviejų spalvų: viršuje yra mėlyna juostelė, o apačioje - mėlyna juostelė iš mėlynų ir žalių spindulių mišinio. Kai oras šalia horizonto yra visiškai švarus ir skaidrus, matome mėlyną kraštą - „mėlyną spindulį“. Tačiau dažniau mėlynus spindulius išsklaido atmosfera, ir lieka tik žalia riba: „žaliojo spindulio“ reiškinys. Galiausiai, dažniausiai mėlynus ir žalius spindulius taip pat išsklaido drumsta atmosfera – tuomet nepastebima jokio krašto. Saulė leidžiasi kaip raudonas rutulys.

Pulkovo astronomas G. A. Tikhovas, kuris skyrė specialų tyrimą „žaliajam spinduliui“, praneša apie kai kuriuos šio reiškinio matomumo požymius. „Jei saulė saulėlydžio metu yra raudonos spalvos ir į ją lengva žiūrėti plika akimi, galime drąsiai teigti, kad žalio spindulio nebus. Priežastis aiški: raudona saulės disko spalva rodo stiprų mėlynų ir žalių spindulių sklaidą atmosferoje, t.y., visą viršutinį disko kraštą. "Priešingai, - tęsia astronomas, - jei Saulė mažai pasikeitė nuo įprastos balkšvai gelsvos spalvos ir leidžiasi labai ryškiai (tai yra, jei atmosfera mažai sugeria šviesą). Ya.P.), tai. greičiausiai galite tikėtis žalio spindulio. Tačiau čia labai svarbu, kad horizontas būtų aštri linija, be jokių nelygumų, šalia esančių miškų, pastatų ir pan. Šios sąlygos geriausiai atitinka jūrą; Štai kodėl žalias spindulys taip gerai žinomas jūreiviams“.

Taigi, norint pamatyti „žaliąjį spindulį“, reikia stebėti Saulę saulėlydžio ar saulėtekio momentu labai giedrame danguje. Pietų šalyse dangus prie horizonto yra skaidresnis nei pas mus; todėl ten dažniau pastebimas „žaliojo spindulio“ reiškinys. Bet čia taip pat nėra taip reta; kaip daugelis galvoja, tikriausiai veikiamas Žiulio Verno romano. Nuolatinės „žaliojo spindulio“ paieškos anksčiau ar vėliau yra apdovanotos sėkme. Šį gražų reiškinį pavyko užfiksuoti net per stebėjimo taikiklį. Du Elzaso astronomai tokį stebėjimą apibūdina taip.

... „Paskutinę minutę prieš saulėlydį, kai todėl dar matoma pastebima jo dalis, diskas, turintis bangų pavidalo judančią, bet ryškiai apibrėžtą kraštą, yra apjuostas žaliu apvadu.

Kol Saulė visiškai nenusileido, šis apvadas plika akimi nematomas. Jis tampa matomas tik tuo metu, kai Saulė visiškai išnyksta žemiau horizonto. Jei žiūrite pro teleskopą su pakankamai stipriu padidinimu (apie 100 kartų), galite detaliai atsekti visus reiškinius: žalia riba tampa pastebima vėliausiai likus 10 minučių iki saulėlydžio; jis apriboja viršutinę disko dalį, o iš apatinės dalies matomas raudonas kraštas. Krašto plotis, iš pradžių labai mažas (tik kelios lanko sekundės), didėja saulei leidžiantis; kartais siekia iki pusės lanko minutės. Virš žaliojo krašto dažnai pastebimi žali išsikišimai, kurie, pamažu nykstant Saulei, tarsi slenka jos kraštu iki aukščiausio taško; kartais jie atsiplėšia nuo ratlankio ir šviečia atskirai kelias sekundes, kol užgęsta“ (126 pav.).

Ryžiai. 126. Ilgalaikis „žaliojo spindulio“ stebėjimas; stebėtojas už kalnų grandinės matė „žalią spindulį“ 5 minutes. Viršuje dešinėje yra "žalias spindulys", matomas per teleskopą. Saulės diskas turi netaisyklingus kontūrus. 1 padėtyje saulės disko blizgesys apakina akis ir plika akimi sunku pamatyti žalią kraštą. 2 padėtyje, kai Saulės diskas beveik išnyksta, „žalias spindulys“ tampa prieinamas plika akimi

Paprastai reiškinys trunka sekundę ar dvi. Tačiau išskirtinėmis aplinkybėmis jo trukmė pastebimai pailgėja. Buvo atvejis, kai „žaliasis spindulys“ buvo stebimas ilgiau nei 5 minutes. Saulė leidosi už tolimo kalno, o greitai vaikščiojantis stebėtojas išvydo žalią saulės disko kraštą, tarsi slenkančią kalno šlaitu (126 pav.).

„Žaliojo spindulio“ stebėjimo atvejai per saulėtekis Saulė, kai iš po horizonto pradeda ryškėti viršutinis šviestuvo kraštas. Tai paneigia dažnai išsakytą spėjimą, kad „žalias spindulys“ yra optinė apgaulė, kuriai pasiduoda akis, pavargusi nuo ryškaus ką tik besileidžiančios saulės spindesio.

Saulė nėra vienintelis šviesulys, siunčiantis „žalią spindulį“. Atsitiko, kad šis reiškinys buvo sukurtas nustatant Venerą; Yra žinomi du tokio pobūdžio stebėjimai.

Kaip ir kai kurie kiti atmosferos optikos reiškiniai, „žaliasis spindulys“ nėra išsamiai paaiškintas. Priežastis ta, kad jis palyginti neseniai patraukė fizikų dėmesį ir yra nepakankamas stebėjimų skaičiumi. Išsamios liudininkų ataskaitos neabejotinai bus naudingos mokslui; Čia labai pageidautini sąžiningi fizikos draugų pastebėjimai.