Можно ли увидеть радугу зимой?

Думаете, если бы было нельзя, стал бы я выкладывать этот пост? Конечно, можно!

Вчера из окна офиса я впервые видел вертикальный разноцветный столб света, который сфотографировал и приложил к этому посту. Явление не самое частое в наших краях, как, собственно, и долгие сильные морозы с катастрофическими снегопадами, забирающие мои предназначенные для написания регулярных постов силы этой зимой.

Честно говоря, я давно хотел написать пост про радугу, но считал тему «как появляется радуга» достаточно банальной, так как, я уверен, большинство из вас знает физику этого процесса. Но радуга зимой, на мой взгляд, не такая банальная вещь, и подвернулась, как раз вовремя. Тем не менее, давайте в двух словах, все-таки расскажу принцип образования радуги во время дождя, от чего перейдем к нашему зимнему явлению.

Напомню про явление дисперсии. Свет, попадая из воздуха в другую более плотную прозрачную среду, уменьшает свою скорость и отклоняется от своего первоначального направления. Причем угол отклонения зависит от длины волны. Красный свет с максимальной длиной волны отклоняется на минимальный угол, а фиолетовый – на максимальный. В итоге при прохождении белого света, как совокупности всех цветов, например, через стекло или воду происходит его разложение на цветной спектр. Скорее всего вы помните эксперимент с прохождением луча через треугольную призму, а если не помните, то олды вам помогут вспомнить обложку альбома PinkFloyd «The dark side of the moon». Не фанат, так что поправьте, если ошибся. Такое разложение и называется дисперсией света.

Во время дождя объектами, на которых может происходить дисперсия являются капли воды. Белый свет от солнца попадает через одну стенку в сферическую водяную каплю, проходит внутрь, разложившись там на спектр цветов, затем отражается от задней стенки и выходит назад из капли в виде разноцветного луча. Сферическая форма капель приводит к тому, что свет, попавший к нам в глаза от всех отраженных капель образует конус, а видим мы его сечение, но не в виде окружности, а в виде ее половины.

Зимой дождя нет, но есть маленькие частицы льда, которые могут служить объектами преломления света. Вообще то, что я видел, это, скорее всего, одна из разновидностей гало – немного другого явления, при котором свет не только отражается, но еще и проходит сквозь льдинки, преломляясь. Поэтому классическое гало возникает, как дополнительный круг вокруг солнца при прохождении света через частицы льда перистых облаков в ясную погоду, в отличие от радуги, которая появляется, когда солнце у нас за спиной. В пользу того, что это, именно, гало сыграло и то, что из противоположного окна офиса была видна аналогичная картина. Т.е. это, вероятнее всего, дуга, обрезанная сверху.

В такой сильный и безветренный мороз, как сейчас, частицы льда, образованные, по каким-то причинам, у поверхности земли (например, при застывании водяного пара, образованного людьми и машинами) могут ориентироваться горизонтально или под малыми углами к горизонту. Ведь парить в воздухе легче всего, когда максимальная поверхность параллельна земле (вспомните, как падает лист бумаги). В вечернее время свет от солнца, который светит под малыми углами к горизонту частично отражается от ледяных частичек, а частично преломляется на них, и происходит дисперсия. Вышедший из ледяных частиц разложенный на спектр свет мы и видим в виде дуги. Размытие этой дуги в верхних слоях воздуха может происходить по многим причинам, например, из-за усиления потоков, которые сдувают эти льдинки, их ориентация становится хаотичной, и свет рассеивается.

Делитесь в комментариях, если тоже видели такое зимой.