Ного найрізноманітніших забобонних забобонів було пов'язано в минуле час з появою на іебе окра-шенних світяться кіл, помилкових сонць, по-лос і хрестів. Всі ці явища, які носять на-звання гало, або г а л про з и, надзвичайно сильно дійство-вали на уяву людей. Причина цих небесних яв-лений довго була невідомою, всі вони вважалися чудесні-ми. Неосвічені люди бачили в них «небесні знаме-ня», знаки божої волі. Кожна поява на небі лож-них сонць, що світиться хреста і та і стовпа історики минулих століть пов'язували з якою-небудь подією в жи. ні країни - з війною, з епідемією, зі смертю короля.
У наші дні наука дає таким явищам правильне пояснення. Однак і тепер, дивлячись на що з'являються
Мал. 11. Складне гало 1790 року.
Часом на небі різні, часом зовсім необик-Новен, світлові явища, навіть неупереджений че-ловек, далекий від марновірства, приходить в здивування: як може таке виходити?
І дійсно, форми світлових небесних явле ний - гало - нерідко здатні викликати здивування.
Близько восьмої години ранку навколо Сонця з'явилися два райдужних кола, один більше, інший менше; зверху і знизу до них приєднувались яскраві полудугі, похо-жиє на широкі роги (рис. 11). Сонце і райдужні кола перетинала біла смуга, паралельно горизонту опоя-Сива небо. У місцях перетину цієї смуги з ма-лим райдужним кругом сяяли два неправдивих сонця; їх боку, звернені до Сонця, були червоні, а від про-протилежних сторін тягнулися довгі світяться хвости. Три таких же плями було видно і протіз Сонця - на білій смузі. Шосте дуже яскрава пляма блищало на малому райдужному колі вище Сонця!
Все це трималося на небі близько п'яти годин.
Описане складне гало - велика рідкість. Го-раздо частіше на небі як удень, так і вночі - при світлі Місяця - з'являються ці ж світяться фігури, але в від-дельности - один світиться веселковий круг, одна світло-гавкоту смуга або дуга, помилкові сонця. Рідше спостерігають такі форми гало, як світлові стовпи та хрести.
Яка ж причина цього химерного, «необикно-венного» явища природи?
Гало спостерігається на небі, коли Сонце або Місяць закривають напівпрозорі хмари - перисто-шаруваті або перисто-купчасті. Висота цих хмар зазвичай со-ставлять 5-6 кілометрів, і вони складаються з найдрібніших кристаликів льоду, що плавають в повітрі.
Чи не всякі перисті хмари дають яскраве, добре за-Метн гало. Для цього потрібно, щоб хмари були не надто щільні, і в той же час в повітрі було до-тнього кількість крижаних кристаликів.
Освіта гало відбувається завдяки Ломлячи-нию і відображенню світла в цих кристаликів. Освітньої-ня гало можливо і і а чистому, безхмарному небі. Це відбувається в тих випадках, коли в атмосфері досить багато кристаликів льоду, як окремих елементів, без хмарного освіти.
Крім того, для освіти яскравого гало, необхідно, щоб крижані кристали мали правильну форму. Основною формою таких правильних кристалів являє-ся пряма шестигранна призма. Правильна форма цих шестигранників виходить, коли кристали льоду обра-ся не надто швидко.
Мал. 12. Гало навколо Місяця.
Промінь світла, проходячи через правильний шестигранник, відчуває в ньому переломлення. Якщо такий Шестигран-ник повертати навколо своєї осі, то світловий промінь, входячи в одну з граней кристала, буде виходити з інших його граней під різними кутами. Серед цих уг-лов є деякий найменший кут, який при обертанні шестигранної призми змінюється сравнітель-но повільно. Завдяки цьому з безлічі кріста- ликів, плаваюшіх в повітрі у всіляких положе-пах і обертових при своєму повільному падінні, найбільш освітленими будуть нам здаватися ті кристал-ли, які знаходяться в положенні, що дає нанмень-
Шиї відхилення променів світла; тільки від цих кристаликів наше око буде сприймати переломлених в них промені. Такі кристалики, як показує розрахунок, мають у своєму розпорядженні-ся на небі як би на деякому певній відстані навколо Сонця. У цьому місці небо і буде здаватися нам сильно освітленим - на небі з'являється све-тящійся коло - гало.
Мал. 13. Старовинний малюнок, зображені лишнього три сонця.
Відомий радіус цього кола - близько 22 градусів, тобто на-спостерігача бачить радіус цього кола під кутом в 22 градусів.
Проходячи через приз-му, світловий промінь, як ми знаємо, не тільки поламаний, а й раз-покладається на свої склад-ні частини - кольорові промені, завдяки їх раз-особистого заломлення в призмі. Тому світло-лое кільце навколо Сонця буде пофарбовано в райдужні тони - внутрішня частина цього кола буває забарвлена червоним, а зовнішня - синюватим кольором. Всередині кола небо здається темнішою.
Такий же коло, але менш різкий, можна бачити і вночі, навколо Місяця (рис. 12).
Рідше спостерігають інше гало - коло, радіус якого ми бачимо на небі під кутом 46 градусів. Він утворюється від заломлення світла в льодяних кристалах між їх бічними гранями і підставами, складовими кут в 90 градусів.
Найчастіше, однак, в тому і в іншому випадках буває видно не весь круг, а лише окремі його частини, напри-заходів, верхня частина кола.
* - Так утворюються гало - кола.
Гало - помилкові сонця - з'являються на небі, коли Сонце знаходиться невисоко над горизонтом. Вони распо-лагаются на одній висоті з Сонцем, зазвичай на кутовому
Відстані в 22 і 46 градусів і значно рідше ка відстані 90 і 180 градусів.
Встановлено, що такі гало утворюються в разі, коли осі зважених в повітрі кристаликів льоду распо-лагаются не безладно, а вертикально і горизонтально.
Помилкові сонця нерідко бувають дуже яскравими. За - цьому-то в історії і збереглися розповіді про кількох сонцях, що з'являються на небі.
Помилкові сонця - явище досить часте. У Сі-бири світлі плями біля Сонця називають «пасолн - цами», там до них звикли, і ніяких забобонних стра-хов вони не викликають.
Такі основні форми гало, пов'язані з заломлення-ленням світла.
Цікаві світлові явища пов'язані також з відпрацьовано-ням світла від кристалів льоду.
Так, спостерігається гало у вигляді кола в 22 градуси на снігу. Він утворюється завдяки відображенню променів Сонця від кристаликів льоду, що покривають поверхню снігу.
Часом в повітрі виникає яскравий вертикальний стовп (рис. 14) довжиною до 40 градусів, що стоїть над Сонцем або Місяцем. Це явище спостерігають, коли Сонце або Місяць знаходяться у горизонту-вище або нижче його на кілька градусів.
Виникнення таких стовпів також пов'язано з відо-ням променів від крижаних кристалів, що плавають в ат-мосфере. Таке відображення може бути як обикновен-ним, від передніх граней призм, так і внутрішнім, від по-поверхонь задніх граней (в напрямку падіння лу-чий світла)
Згадайте, як зображення Місяця, Сонця, та й лю-бого іншого джерела світла, відбиваючись від поверхні води, оповиті Ряби, здається нам сильно бійся-тим в довжину завдяки відображенню в хвилях. Таке ж явище відображення відбувається за певних умов і в повітрі, де роль відбивачів виконують дрібні кристалики льоду.
Як показують досліди і розрахунки, це спостерігається при відображенні світла від горизонтальних граней крижаних кристалів, що плавають в повітрі.
Мал. 14. Світлий стовп на небі.
Нерідко буває і так, що світиться стовп тягнеться від Сонця догори і донизу.
Зимою, в сильні морози, можна бачити два стовпи - по обидві сторони Сонця. Такі стовпи - частини дуг гало - кола, який весь непомітний.
Завдяки відображенню з'являється і горізонтатьная світла смуга, що оперізує небо. Тут промені світла
Відображаються ог вертикальних граней плаваючих в воз-дух крижаних кристалів.
І, нарешті, так само неважко пояснити явище све-тящіхся хрестів, що викликають і зараз у забобонних людей тривогу.
Хрести утворюються, коли світяться вертикальні стовпи - частини дуг гало-кола - перетинають видиму у Сонця частина горизонтального кола. В інших слу-чаях можливо перетин світлового стовпа, подни-мающіхся над Сонцем, з верхньою частиною райдужного кола.
Всі описані форми гало частіше спостерігаються в стра-нах з холодним кліматом.
Радянський учений А. П. Моісеєв, починаючи з 1917 року, вивчає різні гало, що з'являються в районі Мо-скви. Він встановив, що деякі форми гало появ-ляють на московському небі дуже часто. Наприклад, гало в вигляді кола видно щороку в середньому 110 разів! Найчастіше воно з'являється в літні місяці.
Нерідке явище в наших місцях і помилкові сонця. За спостереженнями А. П Моїсеєва, їх можна бачити в середньому 25 разів на рік і частіше за все зимою. У багатьох випадках світлі плями не поступалися в яскравості Сонця.
Складні форми гало спостерігаються значно рідше; за 25 років А. П. Моісеєв мх бачив 109 раз, з них 43 рази зимою.
Вчений встановив, що існує певна залежність числа галосов від числа сонячних плям.
Іншим оптичним явищем в атмосфері, на кото-рої здавна люди звертали свою увагу, служать вінці, що з'являються в туманні дні і ночі навколо Місяця, Сонця, а іноді і навколо яскравих зірок. Спостеріга-даються вони і тоді, коли Сонце і Місяць закриваються тонкої пеленою хмар.
Вінці також мають райдужну забарвлення. Але кольору тут розташовуються в зворотному порядку (в порівнянні з гало): внутрішня частина його забарвлена в блакитний колір, а зовнішня - в червоний. Іноді між ними можна бачити жовтуватий колір.
Часто до такого вінця примикають додаткові колір-ні кільця.
Розміри вінців різні. Нерідко вони майже спи * ваютея з Місяцем або Сонцем, в інших випадках - від * коштують від них на кілька градусів.
Причиною появи райдужних вінців навколо небес-них світил служить явище так званої д і ф ф р а к - ц і і світла. Воно полягає в тому, що промені білого світла за певних умов відхиляються від свого пря-молінейного шляху і розкладаються при цьому на кольорові промені. Так буває, наприклад, коли світло проходить через дрібні отвори. Це можна спостерігати на про-стих дослідах. Подивіться на джерело світла через перо пгіци і ви побачите райдужні кола: промені світла, проходячи через найтонші щілини пера, будуть давати діффракціі. Таке ж явище можна бачити, якщо через лист чорного паперу, в якому виконано багато дрібних отвер * стій, дивитися на Сонце.
Як же відбувається диффракция світла в повітрі?
Диффракция світла в повітрі спостерігається, коли промені світла проходять між тими дрібними крапельками води або кристаликами льоду, з яких складаються хмари.
Якщо хмара складається па крапельок води, вінці не так яскраві. Красиві райдужні вінці спостерігають лише при хмарах, що складаються з маленьких кристаликів льоду.
Щоб вінець утворився, необхідно також, щоб розміри крапельок води і кристаликів льоду в хмарі були приблизно однакові.
Чим більше крапельки і кристалики в хмарі, ТЄЇ менше розміри вінців. Тому, коли в хмарі про-виходить поступове збільшення крапельок води або кри-Сталик льоду, вінець робиться все менше і, нарешті, стає непомітним.
Тепер виросли кристалики льоду можуть дати гало.
Освіта райдужного вінця навколо джерела све-та- лампочки - можна нерідко спостерігати в помеще-ванні, де в повітрі багато пара, наприклад, в жарко на-топленого лазні.
Всі оптичні явища в атмосфері вивчає наука - атмосферна оптика. У цій області успішно працюють радянські вчені. Вивчаючи різні явища, пов'язані з проходженням світла в атмосфері, вони не тільки дають їм науково правильне, матеріалістичне
пояснення, а й використовують здобуті знання для даль-шого розвитку науки, для наукового передбачення раз-особистих статків погоди.
Так, спостереження вінців допомагає визначати вели-чину кристаликів льоду і крапель води, з яких про-роззуються різні хмари. А це дозволяє, в свою чергу, повніше вивчити життя хмар.
Спостереження вінців і гало дає також можливість наукового передбачення погоди.
Так, якщо з'явився вінець поступово зменшує-ся, що говорить про те, що крапельки і кристалики в про-лаку збільшуються, значить, можна очікувати опади. Збільшення вінців, навпаки, віщує наступ сухий, ясної погоди.
Влітку цей вид гало з'являється при сухій погоді.