Александр Муранов - Необыкновенное и грозное в природе

Вспомните свое детство. Разве один вид этой небесной чудесницы не приводил вас в восторг? Разве не хотелось вам куда-то бежать, шлепая босыми ногами по теплым дождевым лужам, кричать о чем-то хорошем и радостном?

Радугу можно видеть не только на небе после дождя, но и у величественных водопадов, над которыми высоко вздымается в виде облаков мельчайшая водяная пыль, и у больших фонтанов и водяных мельниц.

Наконец, ее можно воспроизвести самому. Надо встать спиной к солнцу и распылить пульверизатором воду из сосуда. На «худой конец» можно обойтись и без прибора: наберите воды в рот и разбрызгивайте ее на мельчайшие капельки как можно выше. И тогда в тучках водяной пыли можно увидеть игру цветов, настоящую радугу в миниатюре.

С давних пор люди заметили: радуга появляется на противоположной от солнца стороне неба и в тех случаях, когда лучи его освещают завесу дождя. А потому одновременно видеть и солнце и радугу невозможно, ибо они располагаются в противоположных направлениях. И еще было подмечено, что радуга знаменует собой окончание дождя и наступление хорошей погоды. За это, а также за красоту и необычайность, люди обожествляли небесный призрак, приписывали ему магические силы.

«Богиня Ирида улыбается нам», — говорили древние греки, увидев на небе цветную радугу. И они изображали свою любимую богиню в виде лучезарно улыбающейся крылатой девушки с кружкой в руках. Этой кружкой богиня будто бы доставляла облакам воду. Ирида была посредницей между богами и людьми. Она передавала людям волю богов и потому считалась вестницей.

По представлению других народов, радуга была оружием богов. Арабы, например, принимали ее за лук бога света Кузаха. Когда он расправлялся с мрачными духами тьмы, которые не пускали солнце на небо, то после победного боя, уходя на отдых, забрасывал свой лук на облака. Другой, индусский бог света Индра пользовался радугой, чтобы вешать на нее оружие после боя с демонами тьмы и зла.

А волжане в старину считали, что радуга — огромная труба, по которой вода из реки выкачивается на небо. Видимо, наблюдая, как после прошедшего дождя земля подсыхала, лужи исчезали, они считали, что один конец радуги, опущенный в реку, жадно сосет из нее воду.

Сейчас-то люди хорошо знают, что такое радуга, почему она появляется на небе и имеет форму дуги. Но когда делались первые попытки понять истинные причины этого явления, церковники всячески преследовали исследователей и жестоко их карали.

В XVII веке церковники, узнав, что итальянец Антонио Доминико ставит опыты, в которых ему «помогает сам дьявол», предали его проклятию, отлучили от церкви и заточили в тюрьму. Более того, они судили и приговорили Доминико к смертной казни путем сожжения на костре. Ученый не выдержал тягот тюремной жизни и умер. Но злобные служители культа даже мертвым не оставили его в покое: они сожгли труп вместе с научными записками.

Так жестоко расправлялась инквизиция со всеми «еретиками», к числу которых в первую очередь относились ученые-естествоиспытатели.

И все равно нашлись люди, продолжавшие дело, начатое Антонио Доминико. Чешский ученый Марк Марци, наблюдая, как солнечный луч проходит через стекла, обнаружил, что он разделяется на разные цвета. Француз Декарт теоретически пытался доказать, что радуга возникает в результате преломления солнечных лучей в капельках воды.

Но только гениальному физику Ньютону удалось постичь тайну радуги.

Как часто бывает, на это открытие натолкнула Ньютона чистая случайность. Как-то однажды летом 1666 года ученый уснул среди белого дня, сидя в кресле. Чтобы не нарушать покоя уставшего человека, снаружи потихоньку прикрыли ставни.

Подкрепленный недолгим сном, ученый открыл глаза и увидел светлый солнечный лучик, пробивавшийся через маленькое круглое отверстие в ставне. Расширяясь, он вырисовывал на противоположной стенке светлое пятнышко. Ньютон в то время много и упорно работал с оптическими приборами, изобретал новые, усовершенствовал старые. Его стол был загружен различными предметами и приборами. Тут теснились реторты, колбы, стеклянные трубки, призмы, линзы и много всякой всячины.

Что надоумило ученого поставить на пути светового луча трехгранную призму? Догадка, научное предвидение, простая случайность? Никто этого не знает. Но он сделал так и был поражен тем, что увидел.

А увидел он, как световой солнечный луч, пройдя через призму, преломился, изменил направление и ниже места, куда до этого падал светлым кружком, образовал целую гамму цветов.

Снова и снова ученый заставлял луч проходить через призму. И каждый раз видел, как он раздроблялся на разноцветные полоски, располагавшиеся в строгой последовательности.

Самое верхнее место занимала красная полоска, за ней следовала оранжевая, затем желтая, зеленая, голубая и, наконец, фиолетовая. Всю эту стройную систему цветов Ньютон назвал спектром.

Почему он выбрал такое слово? Да потому, что на экране он наблюдал чудесный цветной призрак, о существовании которого никто ранее не знал. Пожалуй, более удачного названия и подобрать невозможно, ибо латинское слово «спектрум» и означает видение, призрак. По-научному же этот процесс называется дисперсией света.

Так люди узнали о том, что белый солнечный луч состоит из семи основных цветов. А чтобы проверить это, Ньютон за первой линзой ставил другую, такую же, но только перевертывал ее вершиной вниз. И тогда цветные лучи, войдя во вторую линзу, опять преломлялись и складывались вместе, снова образуя общий белый луч.

Все эти опыты вы сможете успешно проделать сами; найти подходящие трехгранные линзы особого труда не составит.

И еще одно пояснение к вопросу, почему лучи располагаются в такой строгой последовательности. Разгадка здесь кроется в том, что каждый цветной луч имеет свой вполне определенный угол излома. У одних он меньше, у других — больше. Вы уже, очевидно, догадались, что у красного луча угол преломления наименьший, а у фиолетового — наибольший; остальные лучи занимают промежуточное положение между ними.

Теперь уже совсем нетрудно понять, что радуга — это тоже солнечные лучи, преобразованные в спектр.

— Позвольте, — вправе вы сказать, — но ведь на небе нет никаких стеклянных линз! Почему же тогда солнечные лучи раскладываются в спектр?

Дело в том, что роль стеклянных линз с успехом заменяют дождевые капли и ледяные кристаллики, но только процесс преломления лучей в них имеет сложный характер. Вот как он происходит.

Солнечный луч, войдя в каплю, меняет направление, но, дойдя до противоположной внутренней поверхности, отражается и, снова преломившись, выходит из капли. При этом белый луч распадается на цветные. Но от каждой капли мы сможем увидеть лишь один какой-нибудь цветной лучик, остальные, рассеявшись, пойдут выше или ниже глаза наблюдателя. Верхние капли пошлют красные лучики; от капель, которые находятся несколько ниже, будут отражены оранжевые, от еще ниже расположенных капель — желтые и так далее, и, наконец, нижние капли дадут фиолетовые цвета. Отраженные лучики соседних капель сливаются и образуют общую цветную полосу. Но поскольку капель великое множество и находятся они на разной высоте, то мы и созерцаем сразу большую гамму цветов в виде хорошо обозначенных полос.