По мере возрастания плотности тумана происходит удивительное, а порой даже жуткое явление. Его можно наблюдать и днем, но особенно эффектно оно темной ночью, когда все окутано таким тяжелым и плотным туманом, что его впору "ножом резать". Станьте перед яркой лампой и повернитесь лицом к тени, которая уходит вдаль, словно длинный темный коридор. Тень отдаленно напоминает человеческую фигуру, повторяющую все движения наблюдателя. Если он поднимает руки, над тенью вырастает пара длинных рогов.
Это явление называется "брокенский призрак" (фиг. 25). Брокен - гора в Швейцарских Альпах, где и появляется этот "призрак", когда солнечные лучи пробиваются сквозь туман, окутывающий вершину. Это странное явление объясняется тем, что тень ложится не на одну какую-нибудь поверхность, а сразу на многие. Она занимает довольно большое пространство и исчезает в толще тумана, куда уже не проникает ваш взгляд. Чтобы воспроизвести это явление, повесьте дюжину газовых или марлевых полотнищ на расстоянии дюйма одно от другого и посмотрите, как будет на них ложиться тень от любого простого предмета.
Если капельки тумана имеют почти одинаковую величину, то вокруг тени появляется яркое гало - "ореол". Летчики, поднимающиеся над облаками, часто видят этот ореол вокруг тени своего самолета - так называемое "гало летчиков". Как и в случае со "святым сиянием", каждый видит гало только вокруг своей головы, а тени его спутников не имеют таких ореолов. Не удивительно, что средневековые художники рисовали такое гало вокруг голов святых. Поскольку гало - своего рода "венец", то легко понять, почему в библии называют радугу "венцом Господним".
Чтобы увидеть цветное гало, подышите на стекла своих очков или на поверхность зеркала и, когда она покроется тонким слоем тумана, посмотрите через него на небольшой, но яркий источник света. А еще лучше - посыпьте на зеркало или стекло немного ликоподия, то есть порошкообразных спор мха. (Аптекари иногда обсыпают ликоподием пилюли.) Если смотреть на какой-нибудь яркий источник света сквозь пыль, он будет окружен цветным сверкающим гало.
ЛЕДЯНЫЕ КРИСТАЛЛЫ НА НЕБЕ
Капельки воды, находящиеся в воздухе, почти совершенно одинаковы; все они круглые. Крупные капли п капли средней величипы создают радугу. Туманы создают белую туманную радугу. Кроме того, они вызывают множество других световых эффектов, рассмотренных в предыдущей главе,- от "броконского призрака" до "святого сияния".
В этом смысле ледяные кристаллы обладают еще более богатыми возможностями, которые определяются их формой, положением в пространство и величиной. Простейшей формой ледяного кристалла и, вероятно, наиболее распространенной в природе является тонкая иголка или призма.
Эти кристаллы, как правило, слипаются и образуют бесформенные комки, особенно когда температура несколько превышает точку замерзания. Но при температуре ниже пуля звездочки и пластинки начинают расти, образуя более сложные формы снежных кристаллов; многие из них, почти правильные и симметричные, очень красивы, как, например, шестиугольники, изображенные на фиг. 26. Шестиугольная звезда очень характерна для многих кристаллических форм льда.
Попадая на такой кристалл, свет отражается в нем (иногда несколько раз) и выходит из него под углом, значительно отличающимся от угла падения. Следовательно, мы можем наблюдать почти бесчисленное количество самых разнообразных гало и других явлений, вызываемых ледяными кристаллами в атмосфере. Мы уже рассматривали некоторые из этих явлений, не вникая в детали физической обстановки, вызвавшей данный световой рисунок.
Самые важные оптические эффекты производят ледяные кристаллы правильной формы. Маленькие плоские снежинки, падающие на землю, летят, как пух или клочок папиросной бумаги. Они падают не ребром, а так, что их поверхность чаще всего остается параллельной земле.
Если Солнце стоит низко над горизонтом, а хлопья снега падают почти в горизонтальном положении, отражение света от их верхних и нижних поверхностей вызывает одно из самых простых явлений, связанных с Солнцем: вертикальную колонну белого света (фиг. 27).
Примерно такую же колонну можно увидеть, если стать перед окном с опущенным жалюзи с горизонтальными планками (фиг. 28).
Такую колонну образует и отраженный солнечный свет. Если Солнце стоит над самым горизонтом, колонна обычно бывает окрашена в закатные тона и отливает красноватым светом.
Временами колебания падающих снежинок, особенно когда иголок больше, чем пластинок, могут вызывать появление горизонтальных и вертикальных полос света. Две крестовины соединяются на Солнце, и вот мы наблюдаем одно из самых поразительных и жутких явлений, гораздо более редких, чем радуга: в воздухе висит крест, иногда словно охваченный пламенем. Если снег идет гдето далеко, крест будет висеть высоко в небе. Но если снежинки образуют узкую завесу недалеко от нас и сквозь эту завесу просвечивает солнце, крест может появиться на расстоянии каких-нибудь нескольких сот футов. Как и радуга, крест передвигается, когда передвигаемся мы, и останавливается, когда останавливаемся мы.
Именно это небесное явление, по-видимому, побудило императора Константина Великого принять христианство в 312 году н. э. Он сделал крест своим символом, сказав при этом: "in hoc signo vinces", что означает: "Сим победиши".
Эти колонны или кресты, образованные солнечными лучами, отраженными от падающих снежных кристаллов, имеют своеобразную перистую структуру. В то же время колеблющиеся кристаллы, сверкающие дождем искр, делают саму колонну более реальной и яркой, чем радуга. Иногда может показаться, что такая колонна находится всего в нескольких ярдах от вас. Но если вы попытаетесь преследовать ее, она отступит и почти мгновенно исчезнет, как только вы выйдете из полосы метели на солнечный свет.
Однако нужно сказать, что ледяные кристаллы вовсе не обязательно должны лететь плотной массой, как во время снегопада. Иногда они образуют перистые облака (фиг. 29). Они могут быть рассеяны настолько редко, что воздух будет совсем прозрачным, если не считать того направления, где возникает "огненный столб".
Плавающие в воздухе ледяные кристаллы могут вызывать еще одно явление: двойное гало, одно с радиусом около 22 град. и другое - около 45 град., причем центры обоих гало находятся на Солнце. Эти гало, которые появляются не так уж редко, иногда называют ошибочно "радугами". Как мы уже говорили, чтобы увидеть радугу, надо стоять спиной к Солнцу. А эти гало расположены сравнительно близко от Солпца и, кроме того, их окраска значительно отличается от окраски обычной радуги. Внутренние края обоих гало окрашены в теплые красноватые тона, а внешние края, вместо того чтобы казаться синими или фиолетовыми, пламенеют жемчужным заревом, словно светятся собственным светом. Гало и крест - в общем разные явления и появляются в разное время. Одновременно они наблюдаются довольно редко.
Когда верхние слои воздуха настолько неподвижны, что крохотные кристаллики льда висят почти горизонтально, отдельные участки внутреннего гало, высота которого равна высоте Солнца, светятся особенно сильно и по своей яркости приближаются к яркости самого Солнца. Таким образом, с обеих сторон Солнца появляются яркие ложные солнца, которые известны ученым как пергелии (фиг. 30). Они так же окрашены, как и гало, в красный цвет со стороны Солнца и белый или янтарный со стороны, противоположной от него.
На кольцах иногда появляется одно яркое пятно наверху и одно внизу, и тогда весь этот огромный крест, распростертый на двух красиво окрашенных кругах с ложными солнцами, пылающими, словно "полированная медь", представляет собой одни из самых эффектных зрелищ, какие только существуют в природе (фиг. 31). Прибавьте к этому несколько арок и рогов, иногда появляющихся на небе и еще несколько ложных солнц, сверкающих, как "глаза", на внешнем кольце - и перед вами будет картина, которая действительно может напугать невежественного человека и встревожить суеверного.
