«Загадки» природы
Шрифт:
Рис. 36. Шестигранники такой формы, как показывает опыт, плавают в воздухе вертикально.
Гало-круги с радиусами в 22 и 46 градусов наиболее ярки в местах, высота которых близка к высоте Солнца над горизонтом, а также вверху над Солнцем и внизу под Солнцем. В этих местах образуются ложные солнца. Они бывают видны как на круге в 22 градуса, так и на круге в 46 градусов, и очень редко еще далее от Солнца – на расстоянии в 90 и 80 градусов. Этот вид гало наблюдается, когда Солнце стоит невысоко
Ложные солнца можно видеть на небе также довольно часто. В северных областях, где гало появляется значительно чаще, ложные солнца наблюдают десятки раз в год. Нередко они настолько ярки, что не уступают Солнцу. Недаром еще древние историки писали о трех солнцах, появляющихся на небе.
Рис. 37. Светящийся столб над Солнцем.
Другой причиной игры света в атмосфере является отражение солнечных лучей от кристалликов льда.
Посмотрите на рис. 37. Солнце только что ушло за горизонт, и темное вечернее небо прорезал яркий, светящийся столб. Что это такое?
Рис. 38. Лунная «дорожка» на воде.
Вспомните солнечную «дорожку» на волнующейся поверхности воды. Мы видим в этом случае до неузнаваемости искаженное отражение Солнца в волнах: Солнце кажется нам в виде длинной светящейся полосы на воде. Ночью на воде серебрится лунная «дорожка» – сильно искаженное изображение Луны (рис. 38). Искаженное изображение Луны и Солнца можно наблюдать и в воздухе. Лучи света, отражаясь от горизонтальных граней ледяных кристалликов, рождают на небе длинную светящуюся полосу – возникает световой столб. Такие столбы тянутся от. Солнца или Лупы и тогда, когда последние находятся еще у горизонта. Иногда светящийся столб идет от Солнца как кверху, так и книзу.
Рис. 39. Так образуются светлые кресты около Солнца.
В сложных гало нередко наблюдают так называемы, околосолнечный круг – горизонтальный светлый круг, проходящий через Солнце. Такой круг возникает также благодаря отражению солнечных лучей от боковых граней шестигранников, вертикально плавающих в воздухе.
Рис. 40. Другой пример образования светящегося креста над Солнцем.
Благодаря отражению мы видим на небе ложные солнца на расстоянии от Солнца в 90 и 80 градусов.
И, наконец, нетрудно объяснить появление на небе светящихся крестов, вызывавших в прошлом у суеверных людей наибольший страх.
Мы не всегда видим на небе ту или иную форму гало полностью. Чаще бывают видимы только части кругов в 22 и 46 градусов. Зимой при больших морозах на небе появляются два столба по обе стороны Солнца. Это – видимые части дуг гало-круга. Также видим и отдельные части околосолнечного круга. Например, на рисунке 32, где изображено сложное гало 1928 года, видны лишь те части этого круга,
Нетрудно догадаться, как возникают светящиеся кресты на небе. Например, мы видим вертикальные части дуг гало-круга и части околосолнечного круга у Солнца (рис. 39). Пересекаясь, они и дают два креста, расположенные по обе стороны Солнца.
Другой пример. У Луны мы видим часть горизонтального круга. Он пересекается светящимся столбом, идущим от Луны кверху и книзу. Образуется крест.
А вот и третий случай. Солнце стоит у горизонта. Вверх от него тянется длинный светящийся столб, который пересекается с видимой частью гало-круга (рис. 40). Над Солнцем возникает большой светлый крест.
Так наука объясняет причины появления гало.
«ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ТРЕТЬЕГО РОДА»
Полярное сияние наблюдается в приполярных странах, например у нас на севере. Там к нему привыкли и уже не удивляются этому явлению. По у человека, не северянина, полярное сияние оставляет неизгладимое впечатление.
Величественны и разнообразны формы этого явления. То на небе горят и переливаются зеленым, оранжевым, красным светом гигантские дуги; то ночное небо пронизывают огромные лучи-стрелы, вспыхивающие и угасающие; порой высоко в воздухе повисают изумрудно-зеленые, с красной бахромой, колыхающиеся занавеси.
Первым, кто изучал природу полярных сияний, был наш великий ученый М. В. Ломоносов. Он объяснил, что причиной полярного сияния служат электрические разряды в разреженном воздухе. «...Весьма вероятно, что северные сияния рождаются от происшедшей на воздухе Електрической силы», – писал ученый.
Чтобы убедиться в справедливости своего предположения, Ломоносов поставил специальные опыты. Он выкачивал воздух из стеклянного шара и пропускал через шар электричество.
Опыты подтвердили предположение. «...Возбужденная Електрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение ока исчезают, и в то же почти время новые на их месте выскакивают, так что беспрерывное блистанье быть кажется», – записал Ломоносов.
Свечение разреженных газов М. В. Ломоносов называл «электричеством третьего рода».
После Ломоносова явление проходимости электрического тока через разреженные газы изучали другие ученые. Для опытов ими применялись стеклянные трубки, запаянные с двух концов. С обоих концов в трубки впаивались небольшие металлические пластинки – электроды; к ним присоединялись провода от источника тока. Пока газ, заключенный в трубке, находился при атмосферном давлении, он не проводил электрического тока, и свечения в трубке не было. Но стоило только создать в трубке разрежение, как в ней от одного электрода к другому возникал поток быстро летящих заряженных частиц – электронов, то есть начинал течь электрический ток. При этом в трубке возникало мерцающее свечение. Оно возникало в результате столкновений быстро летящих электронов с частичками газа в трубке.
Обычно при опытах воздух из трубок удалялся и трубки заполнялись какими-либо разреженными газами. Применялся, например, азот, водород; позднее для этой цели стали использовать инертные газы – аргон и неон.
Трубки были названы «газосветными». Различные газы светятся в газосветных трубках по-разному. Трубки, наполненные аргоном, светятся голубым светом, трубки с неоном дают красное свечение и т. д.
Так были получены в лабораториях ученых маленькие искусственные полярные сияния. Как и в воздухе, в состав которого входят инертные газы аргон, неон и другие, в газосветных трубках возникал разноцветный мерцающий свет, полыхало миниатюрное полярное сияние.