Радуга на росе или горизонтальная радуга
Осенними утрами вереск покрыт миллионами паутинок, заметных только потому, что они, усыпанные каплями росы, сверкают в солнечных лучах.
Если посмотреть на такой вереск в определенном направлении, то можно увидеть, как он сверкает, переливаясь подобно сатину. Это и есть кусочек радуги. Иногда удается увидеть всю радугу, располагающуюся на траве, покрытой росой, только не круговую, а имеющую форму широкой гиперболы.
Объяснение несложно: свет попадает в наш глаз тогда, когда его луч образует с осью «Солнце — глаз» угол в 42°. Пока Солнце невысоко, этот конус пересекает поверхность Земли по гиперболе. В течение дня она превратится в эллипс, хотя такое превращение наблюдается очень редко. Попросив кого-нибудь помочь вам отметить и измерить кривую на Земле, вы можете убедиться, определив по времени наблюдения высоту Солнца, что кривая представляет собой гиперболу, соответствующую конусу с углом в 42°. Проследите, как с удалением от наблюдателя увеличивается ширина окрашенной полосы. В одном случае на росе наблюдались белая радуга и дополнительные дуги.
Радуга на росе наблюдалась также в следующих условиях: а) на пруду, покрытом ряской; на лугу; б) на пруду с маслянистой поверхностью, на которой капли росы лежат, не сливаясь с водой; такая поверхность может возникать, например, из-за дыма фабрик. В одном случае размер капель менялся от 0,1 мм до 0,5 мм; 20 капель на 1 см 2 создавали весьма четкую радугу *; в) рано утром на озере или на море, когда воздух прохладен, а вода еще теплая, так что над поверхностью воды стелется легкая дымка. В этом случае обычно наблюдается не вся горизонтальная радуга, а две ее ветви; г) на замерзшей поверхности, которая, по-видимому, может быть покрыта каплями росы правильной формы. (Каким образом это возможно?)
Эти наблюдения представляют интерес и с точки зрения психологии. Почему обычная радуга кажется нам круговой, а радуга на росе — гиперболической, хотя в обоих случаях световые лучи попадают в наш глаз по тем же направлениям? Это — вопрос сочетания наблюдений и ожидания. Когда мы видим радугу на росе, мы находимся под влиянием мысли, что световое явление происходит в горизонтальной плоскости, и бессознательно спрашиваем себя: какова должна быть действительная форма световой кривой на траве, чтобы мы видели явление таким, каким мы его видим? Ответ, конечно, гласит: эллипс или гипербола. «Если бы мы видели только световое явление и ничего не знали о его происхождении, нам представлялась бы только форма окружности» (Стоке). Стереоскопическая оценка расстояния до отдельных капель и скоплений капель определенно помогла бы нам локализовать радугу на росе в горизонтальной плоскости.