Статьи о природе

Северное сияние

Северное сияние — немая музыка ночи.

© Петр Квятковский

Темную поверхность земли величаво укрывает собой купол небесного свода, словно огромный черный клош над нежным весенним десертом с белоснежной глазурью начинающего таять снега. В его пузатых стенках кто-то – то ли нерадивый официант-посланник богов, то ли зловредная крыса неверия в них, то ли стрелы начинающего и потому неметкого Купидона, то ли полные острого любопытства людские взгляды – насверлил мириады мелких дырочек. Из них льется ослепительный и безразлично-чистый свет. Люди называют эти огоньки звездами и миллионы лет пытаются их то сосчитать, то познать в зависимости от степени своего развития. Некоторые народности жили и живут за полярным кругом, благодаря чему являются носителями некого знания, подтверждённого многократным эмпирическим опытом: из этих отверстий в небесном тазике льются не только короткие узкие лучи белого цвета. Оттуда же на небо выползают широкие акварельные змеи, плавно извивающиеся в неторопливом молчаливом танце. Это - Aurora Borealis на Севере и Aurora Australis на Юге, более известное в России как «Северное сияние», «Аврора» или, по-устаревшему, «па́зори».

Аврора – это свечение верхних слоев атмосферы планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействиями с заряженными частицами солнечного ветра. Светило на нашем небосводе увенчано короной – самым разреженным и самым горячим верхним слоем его атмосферы. Зубцы этой тиары, состоящие из потоков ионизированных, то есть обладающих тем или иным электрическим зарядом, частиц, заполняют своим золотым великолепием все пространство Космоса вокруг своей венценосной звезды. Они достигают Земли через 2-3 суток непрерывного скольжения по черному безмолвию, где у порога верхних слоев нашей атмосферы их встречает неприветливая горничная по имени Магнитосфера. Это дама строгих правил, размеры чьих полномочий определило противостояние внутреннего магнитного поля планеты и внешнего давления плазмы (того самого «солнечного ветра») на нее. Скопища незваных гостей, в своих любовных объятиях готовые задушить все живое, она хлыстами силовых линий сгоняет к полюсам небесного тела. Там есть тайные ходы для таких визитеров – полярные каспы. Это воронкообразные области в лобовой части магнитопаузы (границы магнитосферы) на геомагнитных широтах ~ 75°, возникающие в результате взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли. Через каспы частицы солнечного ветра могут проникнуть во владения непостоянной Ионосферы, мечущейся между своими четырьмя настроениями: D, E, F1 и F2 – слоями заряженных частиц, разделение между которыми определяется газовым составом атмосферы и спектром ионизирующего излучения. И в этих владениях частицы солнечного ветра гурьбой встречает мечущаяся детвора – те самые газы. Не в силах устоять перед эфемерными непоседами, частицы плазмы щекочут младших, дергают за косички азотистых девчонок и подставляют подножки кислородным мальчишкам. Из-за чего ребята возбуждаются и начинают капризничать, оплакивая свою беспомощность радужными слезами. Азотистые девчонки – фиолетовыми и зелеными, кислородные мальчишки – зелеными и красными.На Юпитере, например, другая ребятня – водород. Расстройство же подопечных не может ускользнуть от внимания Магнитосферы, и она судорожно, в который раз виня себя за недогляд, утирает эти слезы своими руками, не выпуская из них хлыстов силовых линий, по которым капельки соленой горечи размазываются в видимом человеком спектре. Это и есть «па́зори».

«Пазори» и «сполохи» - исконно-русские слова, используемые для описания этого атмосферного явления. Словосочетание «северное сияние» является переводом с немецкого «Nordlicht». Некоторые лингвисты приписывают его появление в русском языке М. Ю. Ломоносову (как, например, В. В. Виноградов в книге «История слов», 2010г.). Название «Аврора» происходит от латинского «Aurora». Это имя носила римская богиня утренней зари, изображаемая с факелом в руках, свет которого и усматривался в Полярном сиянии. Русские же названия происходят от слов «зоря», «полошить» и «тревожить». Во времена их возникновения человечество было еще далеко от научного подхода к познанию мира, и столь красивое явление на гнетуще-черном небосводе объясняло божественными проявлениями. Их можно разделить на четыре группы по способам объяснения необъяснимого.

К первой группе верований относятся представления о Полярном сиянии как о границе между миром живых и миром небожителей. Так, древние норвежцы в нем видели мост Бифрост – дрожащую арку, по которой боги могли спуститься в мир людей. Финны же ассоциируют Аврору с огненной рекой Ружей.

Вторая точка зрения объясняла сияние на небе свечением душ умерших людей. В удивительно романтичном для суровых воинов представлении другой группы норвежцев Полярное сияние – это танец душ умерших дев. Куда более суровыми были индейцы из племени Лиса в Висконсине, считавшие Аврору привидениями душ убитых ими врагов.

Третья же позиция включает в себя взгляды на Полярное сияние как на блеск оружия, доспехов или предметов быта богов и духов. Все те же норвежцы, чье разнообразие верований объясняется удивительной неповторимостью форм Авроры, видели в нем отсветы от оружия и доспехов валькирий – дев-воительниц, реющих на крылатых конях над полями брани и ищущих самых отважных воинов, чтобы сопроводить их в Вальгаллу на заслуженный доблестью вечный пир. Такой поэтичностью мышления викинги платили дань за свое мужество и силу. А индейцы Северной Америки оставались так же прагматичны, и усматривали в волшебных переливах то свет от фонарей духов, спустившихся на землю в поисках душ умерших охотников, то и вовсе свет, исходящий от всемогущих шаманов. Эскимосы же отличились наиболее яркой фантазией. По их мнению, Северное Сияние есть не что иное, как духи, играющие в футбол черепом моржа. Но в случае «гола» аплодировать ни в коем случае нельзя, ведь хлопок в ладоши сразу же «погасит» цветные зарницы. Впрочем, свист их так же быстро «зажжет» вновь. А разнеженные жарким южным климатом австралийцы не усложняли своих поверий и видели в Южном Сиянии танцующих богов.

И к четвертой группе верований можно отнести те, которые объясняют Полярное Сияние предзнаменованиями о грядущих событиях. За поэтичностью норвежцев кроется вечное потаенное ожидание скорой бури. В эскимосов Аврора вселяла страх, заставляя покидать стены жилища во время своего розлива по небу только с оружием, чтобы победить коварство явления в равной битве. А коварство его заключалось в том, что сияние лишало рассудка человека, излишне долго любующегося его обманчивой красотой. Однако, все опасности, внушаемые удивительным явлением, были лишь испытаниями, пройдя через которые эскимос получал в награду хорошую погоду.

Все четыре группы верований красной нитью прошиты темами смерти и страха. Действительно, Полярные сияния могут оказывать влияние на человеческую психику, ведь танец света в небе, как и любой другой танец, исполняется под музыку. Это неразличимая для человеческого уха инфразвуковая мелодия при определенных видах сияния пульсирует с частотой, которая близка к основным ритмам человеческого мозга, а переливы красного цвета совпадают с некоторыми мозговыми волнами. Влияние такой цветомузыки на организм человека непредсказуемо и в случае склонности к психическим нарушениям может вызвать реакцию, называемую эскимосами «зовом предков». Раз коснувшись барабанных перепонок человека, он вынуждал несчастного оставить все начатые дела и используемые вещи, чтобы покинуть место своего пребывания и куда-то отправиться. Вероятно, на север. Или бредущий под сенью диффузных пятен сознания, размазанных по небесному тазу мягкой кистью тревоги, или опутываемый пестрыми лентами с четкой нижней границей, жалящих ядом безумия, или убегающий от узких копий лучей света, нацеленных прямо в сердце, жертва «экспедиционного безумия» уйдет, чтобы никогда не вернуться. И с каждой новой полярной экспедицией таких случаев все больше.

Шаровая молния

«Его мысль подобна шаровой молнии — проскользнет в любую щель, но тут же лопнет с оглушительным треском».

© Алексей Гришанков

В три часа пополудни солнечные лучи окончательно перестали пробиваться сквозь плотный войлок тяжелых грозовых облаков, темно-серым стеганым покрывалом накрывших город. Из-за кольцевой автодороги доносилось грозное несмотря на свою удаленность ворчание грома, с каждой минутой подбирающееся к окнам бетонной пятиэтажки все ближе и ближе. В одно из них с превеликим любопытством, выраженном в настежь открытом рте, смотрела девочка лет пяти. Белокурые кудряшки на ее макушке дрожали от нетерпения. По их мелким вибрациям было понятно, что ребенок грозы не боится, а, наоборот, с нетерпением ее ждет. Это видела и бабушка принцессы, решившая не заставлять внучку спать днем и позволить ей удовлетворить свое любопытство. Благо, родители малышки, всегда ругавшиеся при пропуске тихого часа, дома отсутствовали.

Неожиданно девочка встала ножками на кресло, в котором до этого сидела на коленках, и полезла на подоконник.

- Стой, Машенька! Ты куда собралась? – заволновалась старшая родственница.

- Но надо же форточку закрыть на время дождя! А то все мокрое будет! Меня мама так учила, - возразила ответственная дочка.

- Нет, хорошая моя, не нужно. Садись скорее обратно в кресло и послушай историю, почему окно лучше оставить открытым.

Машенька сползла обратно на мягкую подушку, ведь, хоть личико ее и выражало крайнюю степень недовольства, все же она была послушной девочкой. Поэтому приготовилась слушать свою бабушку, то и дело озираясь через плечо, чтобы не пропустить начало ливня.

Бабушка расскажет ей пугающую историю из своей юности про встречу с шаровой молнией. Светящийся огненный шар размером до четырех десятков сантиметров в диаметре ярко-белого, зеленого, оранжевого или даже черного цветов, по словам разных свидетелей этого явления, с треском плывет по воздуху параллельно плоскости земли и повторяя ее рельеф. В декабре 1975г. В советском журнале «Наука и жизнь» даже была опубликована анкета о шаровых молниях, предназначенная для читателей издания. Кто-то рассказывал про ее внезапное появление в воздухе «из ниоткуда». Другие уверяли, что она «выскочила из земли в месте удара обычной молнии». Третьи рассказывали про ее способность «просочиться» в помещение через мельчайшее отверстие или и вовсе без оного, а в случае появления в квартире электрического шара стоило открыть окно, куда непрошенный гость, чутких к любым перемещениям воздушной массы, вылетит вместе со сквозняком. Поэтому при близкой с ним встрече нельзя убегать и совершать резких движений – может пуститься в погоню. А исчезает этот шар по многим свидетельствам с громким хлопком и яркой вспышкой, разрушая, разбивая и оплавляя окружающие объекты. Словом, свидетельств было зафиксировано великое множество.

Однако, встает вопрос: зачем научному сообществу потребовалось размещение подобной анкеты в уважаемом издании?

Проблема заключалась и до сих пор заключается в том, что шаровая молния - явление столь редкое и непредсказуемое в своем появлении, что случаи его фиксации при помощи той или иной техники исчисляются единицами. Поэтому ученым приходится опираться на свидетельства очевидцев для построения каких-либо теорий. Одна из них, объясняющая происхождение шаровой молнии и отвечающая критерию Поппера – существованию ее экспериментального или иного опровержения – была разработана в 2010г. австрийскими учеными Джозефом Пиром (Joseph Peer) и Александром Кенделем (Alexander Kendl) из Университета Инсбрука. Согласно их теории, свидетельства о шаровых молниях можно понимать как фосфены – зрительные ощущения без воздействия на глаз света. Иными словами как галлюцинации. Магнитные поля некоторых молний с повторяющимися разрядами влияют на нейроны зрительной коры, заставляя человека, находящегося не более чем в 100 метрах от места удара молнии, видеть перед собой белые пятна. Которые и описываются как шаровые молнии.

Однако 23 июня 2012г. на Тибетском плато шаровая молния была зафиксирована двумя спектрометрами (приборами для измерения спектра – распределения физической величины, в данном случае магнитного поля и света). Спектр шаровой молнии отличался от спектра молнии обычной: если во втором случае в основном присутствуют линии ионизированного (имеющего электрический заряд) азота, то в первом – линии железа, кремния и кальция, являющиеся основными составляющими веществами почвы. Эта особенность подтверждается многочисленными свидетельствами о дымном шлейфе, резком запахе, разбрызгивании вещества с поверхности шара и искрах. То есть шаровая молния – это не только сгусток электричества.

Гипотеза С.П. Курдюмова объясняет существование шаровых молний вихрями, имеющими определенный срок существования, размеры, способные самопроизвольно зарождаться при обтекании тел и исчезать. П.Л.Капица же говорил о резонансной природе происхождения таких молний, когда между облаками и землей возникает стоячая электромагнитная волна. При достижении критическом амплитуды в воздухе образуется пробой – явление резкого возрастания тока – и образуется газовый разряд, а стоячая волна отвечает за энергетическую подпитку шаровой молнии. В.Г.Широносов выдвинул резонансную самосогласованную модель шаровой молнии, где используется как теория П.Л Капицы о внешнем расположении энергетического источника, поддерживающего существования шаровой молнии, так и предположение о существовании внутри шара значительного магнитного поля, превращающего его в самоустойчивое плазменное образование (т.е. такое образование, которое «удерживает» само себя в собственных показателях). Принципиально другую теорию высказывает Б.М.Смирнов: ядро шаровой молнии – это ячеистая структура, нечто вроде аэрогеля (класс веществ, в котором жидкая фаза целиком замещена газом), обеспечивающая молнии легкость и прочность при малом весе. Еще одно объяснение – это термохимические процессы в насыщенном водяном паре, протекающие в нем в присутствии сильного электрического поля между молекулами воды и ионами. А.В. Дьяков также склонялся в химической природе явления, предполагая наличие в шаровой молнии значительного количества вещества в твердом или жидком агрегатном состоянии. Согласно еще одной гипотезе, шаровая молния образована из положительных и отрицательных ионов воздуха, рекомбинации (принятие ионами свободных электронов до образования нейтральной молекулы) которых мешает гидролиз – водяная «шуба», от скорости распада который зависят цвет и размер шара.

Существуют десятки других теорий о природе шаровой молнии. Нетрудно заметить, что их можно разделить на два класса по признаку расположения энергетического источника, поддерживающего существование шаровой молнии: предполагающие его нахождение внутри шара и предполагающие внешнее расположение. Другим критерием классификации является наличие или отсутствие в шаровой молнии вещества. Однако исчерпывающего объяснения до сих пор не найдено в силу недостаточности подтвержденных данных.

В попытках разобраться в природе явления, ученые неоднократно пытались искусственно его воспроизвести. Большинство этих опытов проводились по общей схеме: создавался газовый разряд (о свечении таких разрядов широко известно), и затем искались условия, при которых он мог бы существовать в виде сферического тела дольше, чем несколько секунд. «Пионером» в таких экспериментах можно считать Николу Теслу, работавшему в том числе над этой загадкой в конце XIXв. По словам пораженных очевидцев, ученый создавал светящиеся шары за несколько минут, брал их в руки, клал в коробки и закрывал крышками, снова доставал. Лишь в 1942г. советскому электротехнику Г.И.Бабату удалось на несколько секунд создать сферических разряд внутри газовой камеры с низким давлением и изучить его. П.Л.Капица добился того же результата при атмосферном давлении в гелиевой среде.

Шаровые молнии редкостью своего появления превратились в целый мифологический пласт в миропонимании ученых всего мира, к числу которых принадлежала бабушка Машеньки. Конечно, это явление было не столь захватывающим и перспективным для изучения с целью извлечь из него какую-то практическую пользу, чтобы носить статус Священного Грааля и вынуждать совершать безумства во время его поисков. Однако это была занимательная и поучительная сказка, финал которой все еще оставался не дописан. Возможно, именно внученька станет тем человеком, который избавит ученые умы своего вида от этого ненавязчивого, но досаждающего зуда некритичной неосведомленности. Не великое, меняющее мир открытие, конечно, но решение головоломки из детства, способное принести успокоение повзрослевшему разуму. А разбередить разум своей внучки у бабушки точно удалось. А там, глядишь и более значимые прорывы не за горами.

Радуга

Как Однажды Жак-Звонарь Головой Свалил Фонарь.

(с) Мнемонический акростих в русском языке.

В одном уютном провинциальном городке жил-был Жак. За ним держалась слава деревенского простачка, ничего не смыслящего в бизнесе и предпринимательстве. Оно и не удивительно, ведь наш герой действительно родился и вырос в сельской местности, и, привыкший к тамошней четкой посезонной размеренности жизни, никак не поспевал за хаотичной непредсказуемостью суеты в пусть и небольшом, но все же городе. Конечно, понаблюдай Жак за ней повнимательней, он бы и в этом водовороте событий нашел бы свои посезонные закономерности, но наш герой предпочитал наблюдать из окна своей комнатки за природными явлениями, которые по тропе ностальгии о счастливом детстве возвращали его обратно в любимое село.

Его любимым природным явлением являлась радуга. После переезда в город для обучения науке физике – такая у него была мечта с раннего детства - Жак вынужден был найти работу, чтобы оплачивать комнату на постоялом дворе и уроки с ученым мужем. И чем меньше звуков были способны различить его уши, контуженные грохотом колокольного звона, тем звонче в его голове играла музыка знания. В том числе и про радугу. Что же узнал наш герой?

Как. Красной нитью в параграфе по оптике в старинном фолианте шла речь про то, что для возникновения радуги на небосводе необходимо одновременное соблюдение двух условий: наличия в атмосфере капелек воды и процесс наличие источника света, на них льющегося. В их роли могут выступать как дождь или туман в дуэте с солнцем, так и поливочный шланг в паре с фонариком, или водопад и яркий прожектор. Капельки по-разному отклоняют белый свет с разной длиной волны, в результате чего он разлагается в спектр (распределение значений физической величины).

Радуга формируется сферическими каплями воды. Первое, что уяснил Жак – что капли воды никогда не имеет форму слезинки, какими традиционно изображаются в детских книжках. Благодаря поверхностному натяжению воды они всегда круглые, а при достаточном объеме при падении с высоты из-за сопротивления воздуха и вовсе приобретают приплюснутую снизу форму.

При столкновении луча с каплей, одна его часть отражается от ее поверхности, а другая проходит внутрь, испытав при этом небольшое преломление (изменение угла своего направления). Дойдя до противоположной стороны водяного шарика, сказка повторяется: часть оставшегося света покидает ее пределы, испытав при этом преломление, а часть отражается внутрь капли. Угол, образованный между направлением преломленного света и направлением первоначального луча, называется углом отклонения. При проникновении луча в каплю на достаточном расстоянии он ее геометрического центра, этот угол достигает значения, называемого "минимальным углом отклонения». Оно составляет 137,5 ̊. Если измерить угол от центра радуги, для чего от 180 ̊ надо отнять 137,5 ̊, то для красного света он будет составлять 42,5 ̊. При этом угле отраженный и преломленный в каплях воды свет становится максимально ярким. Цвета этого света и составляют радугу. Закавыка в том, что разные цвета имеют разные длины волны (красный – самую длинную, синий – самую короткую), а также немного различный угол преломления. У красного света этот угол меньше, чем у синего, поэтому красная полоса в радуге находится на внешней стороне оптической тарелки. «Какой такой тарелки?» - справедливо спросит читатель. Мы вернемся к этому вопросу в следующей главе при рассказе о последующих буквах акростиха.

Однажды. Или «когда». В какое время суток, и при каких условиях можно наблюдать радугу? Ответ на первую часть этого вопроса наблюдательный Жак мог дать и сам, проанализировав свой визуальный опыт: когда солнце расположено невысоко над горизонтом (то есть утром или вечером) и после или во время дождя. Но ученый муж, дающий нашему герою уроки физики, смог пролить свет на причины такого поведения света. Лучи, формирующие радугу, формируют конус. Его вершина находится в глазу наблюдателя, а его ось параллельна лучам света и направлена в антисолнечную точку. Эта воображаемая точка на небе, расположенная с противоположной стороны от положения солнца на небе. Таким образом, она всегда находится ниже линии горизонта. Поэтому если светило поднимется выше 42 ̊ то радуги никто увидеть не сможет. Чем выше солнце, тем ниже радуга. Но ее, тем не менее, можно увидеть и в полдень, если забраться на высокую гору или оседлать железную птицу. Причем с такого ракурса смельчак может быть вознагражден за свою храбрость видом на полное радужное кольцо, а не только его половинку (или и того меньше)

Жак. Такое имя дали ему родители. Как и все деревенские жители, они были были склонны подражать стилю сильных (и богатых) мира сего, и за невозможностью достичь их благосостояния старались хотя бы подражать их модным течениям. А в те времена последним пронзительным ревом моды была любовь к пасторалям и попытки все внешние элементы жизни, от костюма до потребляемой пищи, привести в соответствие с ее игривыми, умиротворенными сельскими настроениями. Родителям Жака такое имя показалось удачным способом похвастаться перед соседями своей прогрессивностью. Другим детям один давали имена, отвечающие новым модным веяниям, делая своих отпрыском персонализацией общественных течений того или иного времени.

Радуги Жак тоже видел очень разные в зависимости от атмосферных и метеорологических настроений природы. Больше всего его поразили две противоположности – туманная радуга и кровавая радуга.

Первая из них – это широкая белая дуга, слабо окрашенная в оранжевый цвет с внешнего края и фиолетовый с внутреннего. Возникает она из-за преломления и рассеивания света в мелких каплях тумана, а цвета исчезают благодаря дифракции (явление объединения цветов в единый белый), которая имеет тем большее влияние, чем меньше капля. То есть обычная радуга возникает в крупных каплях воды (более 100мкм в диаметре) и визуально воспринимается многоцветной благодаря дисперсии (разложению белого света на составляющие), а туманная радуга возникает в мелких капельках (меньше 100кмм в диаметре) и имеет белый цвет благодаря дифракции.

Вторая же – это узкая плеть кровавой (или «красной», «монохромной») радуги. Увидеть ее можно в последние 10 минут перед заходом солнца или в течение 10 минут после него, а также перед рассветом. В это время дня солнечным лучам приходится преодолевать значительно большее расстояния в атмосфере, чем днем, поэтому коротковолновые лучи синего цвета успевают за время пути рассеяться, а длинноволновые лучи красного цвета – нет.

Еще один вид радуги будет особо интересен романтическим натурам. Это так называемая «лунная радуга», которую можно увидеть ночью. Это очень редкое явление, потому что одновременно должно соблюдаться несколько условий: полная или почти полная Луна (так как она светится наиболее ярко именно в этих своих фазах), дождь или туман на противоположной от нее стороне небосвода и ее положение на небе под углом не более 42,5 градусов. Но в остальном она формируется по тем же законам, что и дневная, хотя и выглядит иначе: романтику-наблюдателю она предстанет в виде белой тропы, дугой ведущей к звездам, иногда слабо окрашенной по краям. Это связано с особенностями строения человеческого глаза: дело в том, что лунный свет слишком слаб, чтобы возбудить колбочки (фоторецепторы в глазу), отвечающие за восприятие цветов, поэтому работают одни только палочки (другой вид фоторецепторов), обеспечивающие ночное зрение.

Часто с радугой путают различные виды другого оптического явления – гало, например, так называемую «огненную радугу» или округло-горизонтальную (окологоризонтальную) радугу – горизонтальную цветную полосу в перистых облаках.

Звонарь. Как в звонарстве, так и в науке наш Жак пока был зеленым птенчиком, уже оперившимся в зеленые одеяния обучения, но еще не научившийся ловить крыльями применения к жизни ветер развития. Ему только предстояло изучить все тонкости новых профессий. В научной сфере еще нужно было разобраться с нюансами любимого природного явления. Например, что радуга представляет собой поляризованный свет, а для начала - что такое свет вообще и поляризация электро-магнитных волн в частности.

Или что Солнце своим светом вырезает в атмосфере не разноцветную дугу, а целый диск. Это хорошо заметно при наблюдении за особо яркой радугой: часть неба внутри нее всегда светлее, чем снаружи.

А что уж говорить про явление вторичной, или «двойной» радуги с темной полосой Александра между цветными дугами!

Или про использование физического явления поляризации в обыденной жизни…

Поэтому побережем читателя и отложим окончание этой сказки до следующей главы, особенно если он взял книгу в руки после обеда и, наверняка, уже засыпает над ней. Не в пример голодному писателю, пустой желудок которого заставляет вариться мыслительную кашу в «котелке» головы гораздо быстрее, из-за чего объемы готового продукта не влезают ни в одну кастрюлю рабочего времени. Читайте о буквах «З», Г», «С» и «Ф» в следующей части.

___

Звонарь. Эти две недели Жак потратил с пользой. Поплевать в потолок и посчитать ворон он всегда успеет, а вот время активности и энергичности мозга, увы, ограничено процессами старения организма. Поэтому наш добрый молодец засел за фолианты и свитки, чтобы узнать о радуге еще больше. И вот, что ему удалось выяснить.

Экзамен по теме солнечного света и его поляризации наставник Жака отложил на будущую неделю. Негоже создавать кашу в голове как одного конкретного ученика, так и всех будущих читателей его свитков. Поэтому он попросил нашего звонаря поделиться своими изысканиями по следующим вопросам: почему радуга – это не цветная дуга на небе, а целый диск, почему небо внутри радуги кажется темнее, чем снаружи, что такое вторичная радуга и полоса Александра.

Иногда над более яркой дугой первичной радуги, о физике которой была рассказано при описании буквы «К» в первой статье, возникает еще бледная дуга. Цвета в ней расположены в обратном порядке – у внешнего края фиолетовый, а у внутреннего красный. Эта младшая сестра первичной радуги, пытающаяся копировать старшую сестру во всем, но выполняющая все с точностью до наоборот, называется «вторичной» радугой. Она образована лучами солнечного света, которые отразились в капле воды дважды. Каждое отражение луча меняет порядок расположения цветов на обратный. Таким образом, если луч отразился в капле три раза, то на внешнем крае третичной радуги снова окажется красный цвет, на внешнем крае четвертой – фиолетовый и т.п. Однако, третьи, четвертые и пятые радуги – очень редкое природное явление, да и разглядеть его невооруженным глазом невозможно. При съемке камерой с поляризационным фильтром на объективе можно получить изображения этих радуг.

Угол отражения для первичной радуги составляет 42,5 ̊, для вторичной – 50,9 ̊, для третичной – 60 ̊. Между первичной и вторичной радугой небо кажется значительно темнее, чем внутри первичной радуги или снаружи вторичной. Дело в том, что для первичной радуги 42,5 ̊ - это максимальный угол отклонения света, а 50,9 ̊ для вторичной – минимальный. Таким образом, капли, находящиеся между 42,5 ̊и 50,9 ̊ вообще не отражают солнечный свет в глаз наблюдателя. Поэтому эта область, названная полосой Александра, кажется значительно темнее. Свое наименование она получила в честь древнегреческого философа Александра Афродисийского, впервые описавшего это явление в 200г. до н.э.

Пространство внутри первичной радуги кажется значительно светлее, т.к. понятие «минимальный угол отражения» означает, что лучи отражаются как бы «внутрь» капли. Максимальная плотность лучей находится около угла 137,5 ̊, поэтому в этом месте будет расположена самая яркая часть радуги, которую мы видим как цветную дугу. Остальные же лучи, отраженные «внутрь», будут делать небо внутри дуги светлей. Таким образом, под понятием «радуга» корректней понимать не саму цветную дугу на небе, а ее объединение со светлым участком под ней. Отсюда следует, что радуга – это на самом деле диск, или тарелка, на которой атмосферный шеф-повар расположил свой вкуснейший десерт – мифы и легенды о радуге.

Головой. Жак всегда любил сладкое. Неудивительно, ведь напряженная работа мозга требует постоянной подпитки глюкозой! Представления о любимом природном явлении в мифологии давали сознанию доброго молодца одновременно отдых от изучения сложной оптики (раздел физики) и подпитку для дальнейших изысканий. Жак всегда имел в своей голове понимание, что человеческое сознание во все времена пытается найти объяснение непонятным для него явлениям, но без использования научного подхода эти изыскания принимают облик когнитивных химер: легенд, сказок и преданий.

Для систематизации бесчисленного количества мифологических представлений о радуге можно использовать классификацию по предмету, с которым древние люди ее ассоциировали.

Иногда радуга рассматривалась как добрая примета, знак милости и заботы божеств по отношению к людям. У славянских племен радуга считалась символом изобилия и плодородия, обещала хороший урожай. Белорусы по сей день называют это оптическое явление «богаткой». Болгарские крестьяне страшились долгого отсутствия радуги на небе, ведь это был знак божьей немилости: «Дядо Господ сердится на людей». Сербы, болгары и хорваты гадали по наиболее ярким цветам радуги, какая культура уродится лучше всего. Когда же на смену языческим поверьям пришло христианство, оно во многом отразило эти позитивные ожидания, ведь согласно Ветхому завету радуга впервые появилась после Потопа как знак прощения Богом людей и обещание впредь не насылать столь страшных наказаний.

Однако нередки представления о радуге как о дурной примете. Чаще всего такие представления встречались у западных славян. Несмотря на представления о ней как о символе плодородия, этого явления стоило остерегаться. Например, проход же под цветной дугой превращал человека в лицо противоположного пола, чем нередко пользовались женщины на сносях в надежде изменить пол ребенка. На Западной Украине и у сербов считалось, что радуга может «всосать» в себя человека с одного конца и «выплюнуть» на другом. У хорватов даже имело обиход проклятье «пусть тебя радуга всосет!»

Следующий уровень классификации поднимается выше простых примет и касается уже богов. По ним радуга – это предмет их одежды или быта. Индийские, арабские и болгарские народы почитали ее как лук их божеств. Славяне и армяне считали радугу поясом богини Лады и бога Тира соответственно. Лада по нему спускалась на землю к своему смертному возлюбленному. Болгары верили, что радуга – это пояс Бога. Если она появилась во время дождя, то «Бог полощет пояс», а если после – то «сушит». Эти представления исходят из христианских изображений Христа в период Средних веков, восседающего на троне-радуге и вершащего свой суд.

Еще один способ классификации поверий о радуге апеллирует к представлениям о том, что радуга – это мост между небом и землей. В скандинавской мифологии мост Биврёст между Асгардом (миром богов на небе) и Мидгардом (миром людей на земле) связан не только с Полярным сиянием, но и с радугой. В славянской мифологии радугу считали дорогой ангелов, по которой они спускаются на землю после дождя, чтобы собрать воду и заново наполнить ею облака.

Иногда радуга считалась самостоятельным божественным существом, небесным драконом или змеем. Для славян это был змей по имени Смог, для китайцев – небесный дракон, олицетворяющий объединение инь и янь, союз между небом и землей. Похожие представления встречаются в африканских и австралийских мифах.

Развитие язычества привело к тому, что радугу стали почитать как отдельного бога или его проявление. Древние славяне считали ее воплощением триединого бога Перуна, где первый радугой поднимает воду с земли, второй образует из нее облака, а третий низвергает обратно на землю дождем. Древние греки видели в ней проявление переливающихся одежд богини Ириды, посредницы между людьми и богами.

Радуга также рассматривалась как оккультное явление, наделенное магическими свойствами. В связи с этим разные народы выделяли разное количество цветов в радуге. Так, в Китае их выделяли пять, соединение которых символизирующее единство инь и янь. В мусульманстве цветов выделяют четыре – красный, желтый, зеленый и синий. Они символизируют они стихии. Западные же христиане читали, что радуга насчитывает всего три цвета: красный символизирует страсти Господни, зеленый – миссию Бога-сына на земле и синий – небесное происхождение Христа. Кроме того, повсеместно встречаются легенды о том, что в месте касания радугой земли спрятаны сокровища. Упоминания об этом волшебном ее свойстве можно найти и у славян, и у ирландцев, и у африканцев.

На территории современной России по форме радуги предсказывали погоду. Она дает прогноз благоприятной погоды, отсюда названия «ясна», «ясновка», «ясница» и др. В Польше же радуга предвещала дождь. На вологодчине крутая радуга считалась предвестницей ясной погоды, а пологая, напротив, дождя. Черногорцы для таких прогнозов смотрят на сторону возникновения цветной дуги: ее появление на востоке – к хорошей погоде, а на западе – к дождю.

Свалил. Наевшись от пуза десертом из мифов и легенд, Жак ощутил острую потребность структурировать эту липкую смесь из непроверяемых представлений с помощью уточнения некоторых нюансов с научной точки зрения. Например, радуга – это не семь обособленных друг от друга цветов. Это наложение друг на друга дуг разных цветов. Каждый цвет имеет примесь соседнего цвета с большей длинной волны. То есть в радуге нет чистых цветов. А внутренняя светлая часть радуги – это смешение всех цветов или явление дифракци.

Еще одна интересная особенность радуги заключается в том, что, будучи набором световых лучей определенного направления, она не существует как объект и не имеет точного расположения в какой-либо части пространства. При поездке на поезде радуга никак не будет меняться для зрителя по ходу движения состава. Здесь невольно вспоминается цитата Оскара Уайльда «красота в глазах смотрящего». Для каждого человека радуга – это индивидуальное явление и переживание благодаря своей физике. Капельки воды, в которых отражается свет и тем самым образовывает радугу, могут располагаться на любом расстоянии друг от друга. Для этого явление важно не оно, а минимальный угол отклонения света и положение солнца на небе.

Фонарь. На этом расшифровка нашего акростиха подходит к концу. Такое количество информации наверняка оставило шишку на лбу (не могут оно сразу усвоиться мозгом) и фонарь под глазом (еще бы, столько раз бить себя по лицу с возгласом «вон оно как на самом деле!») у наших читателей. Но не расстраивайтесь: такие шрамы точно украшают вашу интеллектуальную субличность. Пожелайте Жаку успехов в его дальнейших исследованиях о природе солнечного света, а лучше присоединяйтесь к ним в наших следующих статьях!