Факультатив до підручника Фізика 7-9 автора енко

Що таке веселка, знає кожен читач, усі ми не раз бачили її. Інша річ – побачити гало. Порівняно з веселкою це оптичне явище значно рідше. Безперечно, багатьом не доводилося бачити його; більше того, багато хто, напевно, навіть не чув про нього.

Це дивовижне явище сприймалося в давнину як «боже знамення»; воно кидало в трепет неосвічених людей, породжувало забобони. Спостерігаючи на небі кільця, що світяться (вони виникають навколо Сонця або Місяця), стовпи або хрести, та до того ж іноді мають «жахливий» червоний відтінок, люди сприймали їх як божественні ореоли, хрести, криваві мечі і т.п. Вони вважали, що ці «знаки» віщують нещастя – війни, голод, хвороби та інші страждання.

Всі ці «знаки» насправді є оптичним явищем в атмосфері – гало. Ця назва походить від грецького halos - "коло". Гало зазвичай з'являється навколо Сонця або Місяця, іноді навколо інших потужних джерел світла, таких як вуличні ліхтарі чи прожектори. Але що таке гало і як воно виходить?

Гало за своєю природою споріднене до веселки. Веселка виникає в результаті заломлень і відбиття світлових променів у краплях дощу, а гало пов'язане з заломленнями та відбиттями світла в крижаних кристалах хмар. Своєю вражаючою уяву симетрією гало зобов'язане правильної формі крижаних кристаликів, а вид гало залежить від їх форми і розташування в атмосферному повітрі.

Справа в тому, що хмари зазвичай складаються з крапельок води, але деякі, що знаходяться дуже високо, складаються з крижаних кристаликів. Якщо світло проходить через круглі крапельки води, утворюється веселка, якщо через кристалики льоду зчисленними гранями, то утворюється гало. Промені світла можуть просто відбиватися від кристаликів, створюючи світлі, незабарвлені гало. Якщо промінь світла проходить крізь кристал льоду – відбувається його розкладання спектром. Замість білого променя світла на виході виходить райдужний промінь. Це тому, що залежно від кольору (довжини хвилі) промінь заломлюється по-різному. Коли кристаликів в повітрі багато і вони мають симетрію (однакова форма, однакова орієнтація в просторі), різнокольорові промені, що виходять з них, складаються разом у правильні фігури на небі: стовпи, хрести, півкола і т.д. Для виникнення гало важливо, щоб більшість кристаликів мали форму шестигранних призм (див. рисунок).

Різноманітні форми спостережуваних на Землі гало можна розділити на дві групи: 1. Гало, що утворюються в результаті заломлення світла в крижаних кристалах, трохи забарвлені в різні кольори; це кола чи дуги, і навіть помилкові сонця чи місяця. 2. Гало, що утворюються в результаті відбиття світла від граней кристалів, що не мають забарвлення: це світлові стовпи або хрести, розташовані під Сонцем або Місяцем. Якщо крижані кристали і крижані пластинки орієнтовані в просторі таким чином, що їх основні грані, що відбивають, виявляються вертикальними, то завдяки відображенням від зазначених граней і виникає світиться горизонтальна смуга шириною, що дорівнює ширині сонячного диска, і на одній висоті з останнім. Якщо відбивають площини крижаних кристаликів орієнтовані майже горизонтально, може спостерігатися стовп, що світиться, що проходить через сонячний диск.

Фізика.ru • Клуб для вчителів фізики, учнів 7-9 класів та їхніх батьків