Световые или солнечные столбы
Вертикальные световые столбы или, скорее, «световые мечи» можно видеть весьма часто при заходе или восходе Солнца, лучше всего — когда Солнце скрывается за домом и не слепит глаза. Такой световой столб сам по себе бесцветен, но когда Солнце низко и становится желтым, оранжевым или красным, столб принимает тот же оттенок. Это происходит лишь при высоте Солнца около 5°, редко 15° и более. Когда Солнце высоко, столбы видны редко; с другой стороны, часто они хорошо видны, когда Солнце в действительности находится под горизонтом. Столбы под Солнцем появляются редко; они короче, чем над Солнцем.
Случайное усиление яркости светового столба, когда он попадает на облако, создает впечатление светового пятна. Это явление получило название «двойного Солнца». Его лучше наблюдать, когда пятно находится над Солнцем, а не под ним.
Представим себе облако ледяных пластинок, совершенно горизонтальных и падающих очень медленно. При этих условиях они отражают лучи Солнца; отраженные лучи не будут, однако, попадать в наш глаз. Но как только те же самые ледяные пластинки становятся наклоненными по отношению к горизонту на малый угол по всем азимутам, отраженные лучи будут испытывать всевозможные малые отклонения и, если наклон остается меньшим Н/2 (Н — высота Солнца), под Солнцем возникнет световой столб приблизительно так же, как возникает световая дорожка на покрытой рябью поверхности воды; когда наклон пластинок превышает Н, мы видим не только столб под Солнцем, но и более слабый столб над ним. Это объяснение, однако, в двух пунктах противоречит наблюдениям. Прежде всего, столбы должны всегда быть ярче под, а не над Солнцем; кроме того, они никогда не должны наблюдаться над Солнцем, если его высота значительна, поскольку отклонения ледяных пластинок от их горизонтального положения сравнительно малы. И то и другое неверно.
Световые столбы можно было бы приписать двойному отражению, но тогда (это можно доказать математически) световое явление должно быть гораздо слабее, а столбы гораздо шире, чем это обычно бывает. Другое объяснение состоит в том, что столбы возникают на ледяных пластинках, быстро вращающихся вокруг горизонтальной оси и поэтому получающих всевозможную ориентировку в пространстве. Наконец, заметили, что луч может проникать в горизонтальные пластинки через боковые грани, отражаться от основания и снова выходить через другую боковую грань. Это последнее предположение кажется наиболее вероятным и хорошо объясняет распределение яркости.
Световые столбы кажутся таким простым явлением; кто мог бы думать, что их объяснение встретится с такими трудностями?