Як утворюється зелений промінь. Чому з'являється зелений промінь? Синій та червоний промінь

Жюль Верн. Зелений промінь

Здебільшого щасливчики, яким випала можливість побачити таке, — моряки. Вони вважають, що його поява - добра прикмета, знак вдалого завершенняподорожі. Люди вірили, що той, хто побачив зелений промінь, здобуде своє щастя. Яскраві спалахи синьо-зеленого кольору на краю Сонця залишають незабутні враженнята спогади на все життя.

Скептики вважають зелений промінь вигадкою чи оптичним обманом. Дехто вважає, що це реакція людського ока, стомленого спогляданням сонця. Саме для останніх знаменитий популяризатор науки Я. І. Перельман у своїй книзі Цікава фізикане тільки докладно пояснює причину природного явища"зелений промінь", а й наводить факти, які спростовують різні помилки з цього приводу. А в наш час, коли фотографічна техніка дає змогу сфотографувати численні випадки появи зеленого променя, сумніви, схоже, мають залишити скептиків.

Причини виникнення цього незвичайного видовища легко пояснити, спираючись на знання, отримані в середній школі. Відомо, що сонячне світло складається з набору електромагнітних хвиль, кожна з яких має свою частоту і довжину. Хвиля певної частоти сприймається людським окомяк колір: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий (кожен мисливець бажає знати, де сидить фазан). Червоний колір має найбільшу в даному спектрідовжиною хвилі, яка становить близько 0,7-0,6 мікрометра. Для зеленого та фіолетового квітівдовжина хвилі дорівнює приблизно 0,5 та 0,4 мікрометра відповідно. Незважаючи на такі, здавалося б, невеликі відмінності у довжині хвилі, промені різного кольорупо-різному поширюються у речовині, зокрема мають різні швидкості. Залежність швидкості світлових хвиль у речовині від їхньої довжини чи частоти є проявом більш загальної залежності швидкості відгуку речовини на частоту коливань електричного поляу світловій хвилі. У фізиці таке явище називається дисперсією. У більшості речовин та середовищ, у тому числі і в земній атмосфері, червоне світло поширюється з більшою швидкістюніж синьо-зелений. Така залежність, яка називається нормальною дисперсією, відповідає меншим показникам заломлення для червоного світла, ніж для синьо-зеленого. Нагадаємо, що показник заломлення - це величина, що показує, на скільки швидкість світла в речовині v менша, ніж у вакуумі: n = c/v, де з ≈ 3.108 м/c - швидкість світла у вакуумі.

А якщо ви ще знаєте закон заломлення світла, все взагалі просто. Згідно цим закономПри похилому падінні світла на межу середовищ з різними показниками заломлення світловий промінь відхиляється від початкового напряму поширення, тобто заломлюється. При попаданні світлового променяз області з меншим значенням n, наприклад, з вакууму, де n = 1, у середу з великим значенням n кут заломлення завжди менше кута падіння. Нагадаємо, що обидва кути відраховуються від нормалі (перпендикуляра) до межі розділу областей. Так як показники заломлення для хвиль різної довжини розрізняються, то й кути заломлення будуть різними, а саме: червоне світло заломлюватиметься менше, ніж зелене. Це, зокрема, спричиняє розкладання білого світласпектр при його пропусканні через скляну призму. Подібне розкладання сонячного світла у спектр має місце й у атмосфері Землі. Однак спостерігається воно лише в окремих випадках та в особливих місцях. Так, при заході чи сході сонця його промені, видимі спостерігачем Землі, похило падають з космічного простору(вакуум). Оскільки щільність атмосфери наростає при наближенні до Землі, і показник заломлення світла збільшується. Світло, поширюючись з космосу до земної поверхні, Постійно заломлюється, а значить, і розкладається в спектр, причому, як і в скляній призмі, найменше заломлюються промені червоного світла. Хоча відмінність показників заломлення для червоного та синьо-зеленого світлових променів в атмосфері вкрай мала, але на великих відстанях(Сотні кілометрів) ефект їхнього поділу цілком спостерігаємо. Саме в цьому і є причина появи зеленого променя. Дійсно, в той час як сонце вже реально знаходиться за лінією горизонту і його червоні промені проходять вище спостерігача, більш короткохвильові зелені промені, відхилені сильніше, можна побачити. Звичайно, блакитні, сині та фіолетові промені, що володіють ще меншою довжиною хвилі, переломлюються набагато сильніше, але побачити їх практично неможливо: вони дуже розсіюються і поглинаються в земній атмосфері.

Основна перешкода для спостереження зеленого променя - розсіювання на завислих частинках туману, пилу, диму та інших земних забруднень повітря, і навіть на неоднорідностях атмосфери. Крім того, як уже згадувалося, довжина шляху сонячного світла від точки входу в атмосферу Землі до точки спостереження має бути досить великою. Всі ці умови найлегше виконуються при спостереженні заходу сонця або сходу сонця на великих водних просторах. Побачити зелений промінь у степу чи лісистій місцевості практично неможливо. Навіть розуміючи все фізичні причиниі природне природне походженнязеленого променя, важко позбутися сильного емоційного впливу. Тому, подібно до моряків і поетів, хочеться вірити, що поява цього дива природи послужить гарною ознакою для країни і людей, що живуть у ній.

Чи спостерігали ви коли-небудь Сонце, що заходить за горизонт моря? Так, без сумніву. Чи простежили ви за ним до того моменту, коли верхній край диска стикається з лінією горизонту і потім зникає? Мабуть, так. те, що відбувається в ту мить, коли променисте світило кидає останній свій промінь, якщо при цьому небо вільне від хмар і зовсім прозоре?.. Може, ні. зеленого кольору, такого, якого жоден художник не може отримати на своїй палітрі і якого не відтворює сама природа ні в різноманітних відтінках рослинності, ні в кольорі найпрозорішого моря.

Подібна замітка в одній газеті привела в захоплений стан молоду героїню роману Жюля-Верна "Зелений промінь" і спонукала її зробити низку подорожей з єдиною метою - на власні очіпобачити зелений промінь. Юній мандрівниці не вдалося, як розповідає романіст, спостерігати за цим красивим явищем природи. Але воно все ж таки існує. Зелений промінь - не легенда, хоча з ним пов'язано багато легендарного. Це явище, яким може захоплюватися кожен любитель природи, якщо шукатиме його з належним терпінням.

Чому з'являється зелений промінь?

Ви зрозумієте причину явища, якщо згадаєте, в якому вигляді видаються нам предмети, коли ми дивимося на них крізь скляну призму. Зробіть такий досвід: тримайте призму біля ока горизонтально, широкою стороною вниз і розглядайте через неї листок паперу, приколотий на стіні. Ви помітите, що листок по-перше, - піднявся значно вище за своє істинне положення, а, по-друге, має вгорі фіолетово-синю облямівку, внизу - жовто-червону. Підняття залежить від заломлення світла, кольорові облямівки - від дисперсії скла, тобто властивості скла неоднаковозаломлювати промені різного кольору.Фіолетові та сині променізаломлюються сильніше за інших - тому ми бачимо вгорі фіолетово-синю облямівку; червоні заломлюються найслабше, і тому нижній край нашого паперового листка має червону облямівку.

Для кращого розумінняподальшого необхідно зупинитися на походження цих кольорових облямівок. Призма розкладає біле світло, що виходить від паперу, на всі кольори спектру, даючи безліч кольорових зображень паперового листка, розташованих, покладаючись частиною одне на інше, в порядку заломлюваності. Від одночасної дії цих накладених один на одного кольорових зображень очей отримує відчуття білого кольору(складання спектральних кольорів), але вгорі і внизу виступають облямівки кольорів, що не змішуються. Знаменитий поетГете, який зробив цей досвід і не зрозумів його сенсу, уявив, що він викрив таким чином хибність вчення Ньютона про квіти, і написав потім власну "Науку про квіти", яка майже повністю заснована на мінливих уявленнях. Наш читач, мабуть, не повторить помилки поета і не чекатиме, що призма перефарбує для нього всі предмети.

Земна атмосфера є для наших очей ніби величезною повітряною призмою, зверненою основою вниз. Дивлячись на Сонце біля обрію, ми дивимося на нього крізь газову призму. Диск Сонця отримує вгорі облямівку синього та зеленого кольору, внизу – червоно-жовту. Поки Сонце стоїть вище за горизонт, світло диска своєю яскравістю перебиває набагато менш яскраві кольорові смужки, і ми їх не помічаємо зовсім. Але в моменти сходу та заходу Сонця, коли майже весь його диск прихований під горизонтом, ми можемо бачити синю облямівку верхнього краю. Вона двокольорова: вище розташована синя смужка, нижче – блакитна, від змішування синіх та зелених променів. Коли повітря біля горизонту абсолютно чисте і прозоре, ми бачимо синю облямівку, - "синій промінь". Але частіше сині промені розсіюються атмосферою, і залишається одна зелена облямівка: явище "зеленого променя". Нарешті, в більшості випадків розсіюються каламутною атмосферою також сині та зелені промені - тоді не помічається ніякої облямівки. Сонце закочується багряною кулею.

Пулковський астроном Г. А. Тихов,який присвятив "зеленому променю" спеціальне дослідження, повідомляє деякі прикмети видимості цього явища. "Якщо Сонце має при заході сонця червоний колір і на нього легко дивитися простим оком, то можна з упевненістю сказати, що зеленого променя не буде". Причина зрозуміла: червоний колір сонячного дискавказує на сильне розсіювання атмосферою синіх та зелених променів, тобто всієї верхньої облямівки диска. "Навпаки, - продовжує астроном, - якщо Сонце мало змінило свій звичайний білувато-жовтий колір і заходить дуже яскравим (тобто якщо поглинання світла атмосферою невелике." Я. П.), то. можна з більшою ймовірністю чекати на зелений промінь. Але тут якраз важливо, щоб горизонт уявляв різку лінію, без жодних нерівностей, близького лісу, будівель тощо. Ці умови краще виконуються на морі; ось чому зелений промінь так добре відомий морякам".

Отже, щоб побачити "зелений промінь", потрібно спостерігати Сонце в момент заходу сонця або сходу при дуже чистому небі. У південних країнахнебо у горизонту прозоріше, ніж у нас; тому явище "зеленого променя" спостерігається там частіше. Але й у нас воно не таке рідко; як думають багато хто, ймовірно, під впливом роману Жюля-Верна. Наполегливі пошуки "зеленого променя" рано чи пізно винагороджуються успіхом. Траплялося вловлювати це красиве явище навіть у зорову трубу. Два ельзаські астрономи так описують подібне спостереження.

..."В останню хвилину, що передує заходу Сонця, коли, отже, ще видно помітна частина його, диск, що має хвилеподібну рухому, але різко очеречену кордон, оточений зеленим обідком.

Поки Сонце не зайшло остаточно, цей обідок не видно простим оком. Він стає видно лише в момент повного зникнення Сонця за обрієм. Якщо ж дивитися в зорову трубу з досить сильним збільшенням (приблизно в 100 разів), можна простежити докладно всі явища: зелена облямівка стає помітною пізніше за 10 хвилин до заходу Сонця; вона обмежує верхню частинудиска, тоді як від нижньої спостерігається червона облямівка. Ширина облямівки, спочатку дуже мала (всього кілька секунд дуги), зростає в міру заходження Сонця; вона досягає іноді до півхвилини дуги. Над зеленим обідком часто спостерігаються зелені виступи, які при поступовому зникненні Сонця як би ковзають по його краю до вищої точки; іноді вони відриваються від обідка і світяться кілька секунд окремо, доки згаснуть " (мал. 126).

Рис. 126. Тривале спостереження "зеленого променя"; спостерігач бачив "зелений промінь" за гірським хребтом протягом 5 хвилин. Вище праворуч - "зелений промінь", видимий у підзорну трубу. Диск Сонця має неправильні контури. У положенні 1 блиск сонячного диска засліплює око та заважає бачити зелену облямівку простим оком. У положенні 2, коли диск Сонця майже зникає, "зелений промінь" стає доступним простому оку

Зазвичай явище триває секунду-дві. Але за виняткової обстановці тривалість його помітно подовжується. Відзначено випадок, коли "зелений промінь" спостерігався понад 5 хвилин. Сонце сідало за віддаленою горою, і спостерігач бачив зелену облямівку сонячного диска, що ніби ковзав по схилу гори (мал. 126).

Дуже повчальні випадки спостереження "зеленого променя" при сходіСонця, коли верхній край світила починає з'являтися з-під горизонту. Це спростовує здогад, що часто висловлюється, ніби "зелений промінь" - оптичний обман, якому піддається око, стомлений яскравим блиском сонця, що тільки-но закотилося.

Сонце - не єдине світило, що посилає "зелений промінь". Доводилося бачити це явище, що породжується Венерою, що заходить; відомі два спостереження такого роду.

Як і деякі інші явища атмосферної оптики, "зелений промінь" роз'яснений не у всіх подробицях. Причина та, що він ще порівняно недавно привернув увагу фізиків і представлений недостатнім числом спостережень. Детальні повідомленняочевидців, безперечно, принесуть користь науці; Добросовісні спостереження друзів фізики тут дуже бажані.

Зелений промінь - оптичне явище, спалах зеленого світлау момент зникнення сонячного диска за горизонтом (зазвичай морським) або його з-за горизонту.

Чи спостерігали ви коли-небудь Сонце, що заходить за горизонт моря? Так, без сумніву. Чи простежили ви за ним до того моменту, коли верхній край диска стикається з лінією горизонту і потім зникає? Мабуть, так. те, що відбувається в ту мить, коли променисте світило кидає останній свій промінь, якщо при цьому небо вільне від хмар і зовсім прозоре?.. Може, ні. кольору, такого, якого жоден художник не може отримати на своїй палітрі і якого не відтворює сама природа ні в різноманітних відтінках рослинності, ні в кольорі прозорого моря».

Нотатка в англійській газеті з роману Жуль Верна Зелений промінь"

Подібна замітка привела в захоплений стан молоду героїню роману Жюля Верна "Зелений промінь" і спонукала її зробити низку подорожей з єдиною метою - на власні очі побачити зелений промінь. Юній шотландці не вдалося, як розповідає романіст, спостерігати за цим красивим явищем природи. Але воно все ж таки існує. Зелений промінь - не легенда, хоча з ним пов'язано багато легендарного. Це явище, яким може захоплюватися кожен любитель природи, якщо шукатиме його з належним терпінням. Чому з'являється зелений промінь?
Ви зрозумієте причину явища, якщо пригадаєте, як виглядають нам предмети, коли ми дивимося ними крізь скляну призму. Зробіть такий досвід: тримайте призму біля ока горизонтально широкою стороною вниз і розглядайте через неї листок паперу, приколотий на стіні. Ви помітите, що листок, по-перше, піднявся значно вище за своє істинне положення, а по-друге, має вгорі фіолетово-синю облямівку, внизу - жовто-червону. Підняття залежить від заломлення світла, кольорові облямівки - від дисперсії скла, тобто властивості скла неоднаково заломлювати промені різного кольору. Фіолетові та сині промені переломлюються сильніше за інші, тому ми бачимо вгорі фіолетово-синю облямівку; червоні заломлюються найслабше, і тому нижній край нашого паперового листка має червону облямівку.

Для кращого розуміння подальшого необхідно зупинитися на походження цих кольорових облямівок. Призма розкладає біле світло, що виходить від паперу, на всі кольори спектру, даючи безліч кольорових зображень паперового листка, розташованих, покладаючись частиною одне на інше, в порядку заломлюваності. Від одночасної дії цих накладених. один на одного кольорових зображень очей отримує відчуття білого кольору (складання спектральних кольорів), але вгорі і внизу виступають облямівки кольорів, що не змішуються.

Знаменитий поет Гете, який проробив цей досвід і не зрозумів його сенсу, уявив, що він викрив таким чином хибність вчення Ньютона про квіти, і написав потім власну "Науку про квіти", яка майже повністю заснована на мінливих уявленнях.

Земна атмосфера є для наших очей ніби величезною повітряною призмою, зверненою основою вниз. Дивлячись на Сонце біля обрію, ми дивимося на нього крізь газову призму. Диск Сонця отримує вгорі облямівку синього та зеленого кольору, внизу – червоно-жовту. Поки Сонце стоїть вище за горизонт, світло диска своєю яскравістю перебиває набагато менш яскраві кольорові смужки, і ми їх не помічаємо зовсім. Але в моменти сходу та заходу Сонця, коли майже весь його диск прихований під горизонтом, ми можемо бачити синю облямівку верхнього краю. Вона двоколірна: вище розташована синя смужка, нижче – блакитна, від змішування синіх та зелених променів. Коли повітря біля горизонту абсолютно чисте і прозоре, ми бачимо синю облямівку - "синій промінь". Але частіше сині промені розсіюються атмосферою і залишається одна зелена облямівка: явище "зеленого променя". Нарешті, в більшості випадків розсіюються каламутною атмосферою також сині та зелені промені - тоді не помічається ніякої облямівки: Сонце закочується багряною кулею.

Пулковський астроном Г. А. Тихов, який присвятив "зеленому променю" спеціальне дослідження, повідомляє деякі прикмети видимості цього явища. " Якщо Сонце має при заході сонця червоний колір і на нього легко дивитисяпростим оком, то можна з упевненістю сказати, що зеленого променя не буде". Причина зрозуміла: червоний колір сонячного диска вказує на сильне розсіювання атмосферою синіх і зелених променів, тобто всієї верхньої облямівки диска. "Навпаки, - продовжує астроном, - якщо Сонце мало змінило свій звичайний біло-жовтий колір і заходить дуже яскравим(Тобто якщо поглинання світла атмосферою невелике. - Я. П.), то можна з великою ймовірністю чекати зеленого променя. Але тут якраз важливо, щоб горизонт уявляв різку лінію, без жодних нерівностей, близького лісу, будівель тощо. Ці умови краще виконуються на морі; ось чому зелений промінь так добре відомий морякам».

Отже, щоб побачити "зелений промінь", потрібно спостерігати Сонце в момент заходу сонця або сходу при дуже чистому небі. У південних країнах небо у горизонту прозоріше, ніж у нас, тому явище "зеленого променя" спостерігається там частіше. Але й у нас воно не так рідко, як багато хто думає, ймовірно під впливом роману Жюля Верна. Наполегливі пошуки "зеленого променя" рано чи пізно винагороджуються успіхом. Траплялося вловлювати це красиве явище навіть у зорову трубу. Два ельзаські астрономи так описують подібне спостереження:
"... В останню хвилину, що передує заходу Сонця, коли, отже, ще видно помітна частина його, диск, що має хвилеподібну рухому, але різко окреслену кордон, оточений зеленим обідком. Поки Сонце не зайшло остаточно, цей обідок не видно простим оком. Він стає видно лише в момент повного зникнення Сонця за горизонтом, якщо ж дивитися в зорову трубу з досить сильним збільшенням (приблизно в 100 разів), можна простежити докладно всі явища: зелена облямівка стає помітною пізніше за 10 хвилин до заходу Сонця; верхню частину диска, тоді як від нижньої спостерігається червона облямівка.Ширина облямівки, спочатку дуже мала (всього кілька секунд дуги), зростає в міру заходження Сонця, вона досягає іноді до півхвилини дуги.Над зеленим обідком часто спостерігаються зелені виступи, які при поступовому зникнення Сонця як би ковзають по його краю до вищої точки, іноді вони відриваються від обідка і світяться кілька секунд окремо. о, поки не згаснуть "Зазвичай явище триває секунду-дві. Але за виняткової обстановці тривалість його помітно подовжується. Відзначено випадок, коли "зелений промінь" спостерігався понад 5 хвилин! Сонце сідало за віддаленою горою, і спостерігач бачив зелену облямівку сонячного диска, що ніби ковзав по схилу гори.

Дуже повчальні випадки спостереження "зеленого променя" при сході Сонця, коли верхній край світила починає з'являтися з-під горизонту. Це спростовує здогад, що часто висловлюється, ніби "зелений промінь" - оптичний обман, якому піддається око, стомлений яскравим блиском Сонця, що тільки-но закотилося.

1 із 6

Презентація на тему:Зелений промінь

№ слайду 1

Опис слайду:

Зелений промінь - рідкісне оптичне явище, спалах зеленого світла в момент зникнення сонячного диска під горизонтом (зазвичай морським) або появи його через горизонт. Явлення вкрай рідкісне. Для спостереження зеленого променя необхідні три умови: відкритий горизонт (у степу або на морі без хвилювання), чисте повітряі вільна від хмар сторона горизонту, де відбувається захід чи схід Сонця.

№ слайду 2

Опис слайду:

Звичайна тривалість зеленого променя лише кілька секунд. Можна значно збільшити час його спостереження, якщо при появі швидко збігати по насипу або переходити з однієї палуби судна на іншу з такою швидкістю, щоб зберегти положення ока щодо зеленого променя. сонячних променівв атмосфері супроводжується їх дисперсією, тобто розкладанням у спектр.

№ слайду 3

Опис слайду:

В результаті накладення один на одного колірних променів від окремих точоксонячного диска Центральна частинайого залишиться білою (а точніше, рахунок розсіювання весь диск стає червоним) і лише верхня і нижня облямівки диска опиняються у переважному положенні. Верхня стає синьо-зеленою, нижня – оранжево-червоною. Червона та помаранчева частини диска Сонця заходять за обрій раніше зеленою та блакитною.

№ слайда 4

Опис слайду:

№ слайду 5

Опис слайду:

Дисперсія сонячних променів у найбільш явному вигляді проявляється в останній момент заходу Сонця, коли над горизонтом залишається невеликий верхній сегмент, а потім тільки «маківка» сонячного диска. Останній промінь заходу Сонця, розкладаючись у спектр, утворює «віяло» кольорових променів. Розбіжність крайніх променів видимого спектру - фіолетових і червоних складає в середньому 38", але при сильнішій рефракції воно може бути і значно більше. , блакитні - на довгому шляху в атмосфері (коли Сонце вже біля горизонту), настільки сильно розсіюються, що не доходять до земної поверхні.Окрім того, до променів цієї частини спектра менше чутливість ока людини.Тому в останній момент заходу останній промінь заходу Сонця виявляється Яскравого смарагдового кольору, що отримало назву зеленого променя.

№ слайду 6

Опис слайду:

При винятково високій прозорості повітря останній промінь може бути зелено-блакитним і навіть блакитним. Подібне явище спостерігається дуже рідко. Також дуже рідко можливе спостереження «червоного променя». Червоний промінь виникає у момент появи нижнього краюдиска Сонця під чітко сформованою кромкою хмари, що закриває решту диска. При цьому висота Сонця над горизонтом має бути мінімальною, а повітря повністю прозорим. Фізика явища аналогічна описаній вище фізиці зеленого променя. При сході Сонця має місце зворотна зміна кольорів. Перший промінь висхідного Сонця- Зелений; потім до нього додається жовте, помаранчеве і, нарешті, червоне, що разом формують звичайне денне світло Сонця.

Промінь, подібний до смарагду, Золотого щастя ключ - Я його ще добуду, Мій зелений слабкий промінь… Н. Заболоцький

Можу посперечатися, що кожен із нас неодноразово бачив, червоне небо під час заходу сонця. Його характерний колір обумовлений заломленням та розсіюванням сонячного світла в атмосфері Землі. Проте мало хто хоч раз бачив таке дивовижне видовище. зелений захід сонця.Цю природну подію можна спостерігати, коли лінія горизонту розташована далеко, а повітря кришталево чисте. У більшості випадків зелений промінь вдається побачити лише на мить над водяною гладдю моря або океану і лише іноді - в горах. Поява його в середній смузі України - виключно рідкісна подія і можлива лише за вдалого поєднання великої кількості сприятливих факторів. Автору даної фотографії вдалося спостерігати та сфотографувати зелений промінь.

Здебільшого щасливчики, яким випала можливість таке побачити, – моряки. Вони вважають, що його поява – гарна прикмета, знак вдалого завершення подорожі. Люди вірили, що той, хто побачив зелений промінь – здобуде своє щастя. Яскраві спалахи синьо-зеленого кольору, на краю Сонця, залишають незабутні враження та спогади на все життя.

Скептики вважають зелений промінь вигадкою чи оптичним обманом. Дехто вважає, що це реакція людського ока, стомленого спогляданням сонця. Саме останнім знаменитий популяризатор науки Я. І. Перельман у своїй книзі " Цікава фізика " як докладно пояснює причину природного явища " зелений промінь " , а й наводить факти, які спростовують різні помилки з цього приводу. А в наш час, коли фотографічна техніка дає можливість відобразити численні випадки появи зеленого променя, сумніви, схоже, мають залишити скептиків.

Причини виникнення цього незвичайного видовища легко пояснити, спираючись на знання, отримані в середній школі. Відомо, що сонячне світло складається з набору електромагнітних хвиль, кожна з яких має свою частоту і довжину. Хвиля певної частоти сприймається людським оком як колір: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий (кожен мисливець хоче знати, де сидить фазан). Червоний колір має найбільшу в даному спектрі довжину хвилі, що становить близько 0,7-0,6 мікрометра. Для зеленого та фіолетового кольорів довжина хвилі дорівнює приблизно 0,5 та 0,4 мікрометра відповідно. Незважаючи на такі, здавалося б, невеликі відмінності у довжині хвилі, промені різного кольору по-різному поширюються у речовині, зокрема, мають різні швидкості. Залежність швидкості світлових хвиль у речовині від своїх довжини чи частоти є прояв більш загальної залежності швидкості відгуку речовини на частоту коливань електричного поля світлової хвилі. У фізиці таке явище називається дисперсією. У більшості речовин і середовищ, у тому числі й у земній атмосфері, червоне світло поширюється з більшою швидкістю, ніж синьо-зелене. Така залежність, яка називається нормальною дисперсією, відповідає меншим показникам заломлення для червоного світла, ніж для синьо-зеленого. Нагадаємо, що показник заломлення - це величина, що показує на скільки швидкість світла в речовині v менше, ніж у вакуумі: n = c/v, де з ≈ 3108 м/c - швидкість світла у вакуумі.

А якщо ви ще й знаєте закон заломлення світла, Все взагалі просто. Згідно з цим законом, при похилому падінні світла на кордон середовищ з різними показниками заломлення світловий промінь відхиляється від початкового напряму поширення, тобто заломлюється. При попаданні світлового променя з області з меншим значенням n, наприклад вакууму, де n = 1, в середу з великим значенням n кут заломлення завжди менше кута падіння. Нагадаємо, що обидва кути відраховуються від нормалі (перпендикуляра) до межі розділу областей. Так як показники заломлення для хвиль різної довжини розрізняються, то й кути заломлення будуть різними, а саме: червоне світло заломлюватиметься менше, ніж зелене. Це, зокрема, спричиняє розкладання білого світла в спектр при його пропусканні через скляну призму. Подібне розкладання сонячного світла у спектр має місце й у атмосфері Землі. Однак спостерігається воно лише в окремих випадках та в особливих місцях. Так, при заході чи сході сонця його промені, видимі спостерігачем Землі, похило падають із космічного простору (вакууму). Оскільки щільність атмосфери наростає при наближенні до Землі, і показник заломлення світла збільшується. Світло, поширюючись з космосу до земної поверхні, постійно заломлюється, а отже, і розкладається в спектр, причому, як і в скляній призмі, найменше заломлюються промені червоного світла. Хоча відмінність показників заломлення для червоного та синьо-зеленого світлових променів в атмосфері вкрай мало, але на великих відстанях (сотні кілометрів) ефект їхнього поділу цілком спостерігаємо. Саме в цьому і є причина появи зеленого променя.Дійсно, в той час як сонце вже реально знаходиться за лінією горизонту і його червоні промені проходять вище спостерігача, більш короткохвильові зелені промені, відхилені сильніше, можна побачити. Звичайно, блакитні, сині та фіолетові промені, що володіють ще меншою довжиною хвилі, переломлюються набагато сильніше, але побачити їх практично неможливо: вони дуже розсіюються і поглинаються в земній атмосфері.

Основна перешкода для спостереження зеленого променя- розсіювання на завислих частинках туману, пилу, диму та інших земних забруднень повітря, а також на неоднорідностях атмосфери. Крім того, як уже згадувалося, довжина шляху сонячного світла від точки входу в атмосферу Землі до точки спостереження має бути досить великою. Всі ці умови найлегше виконуються при спостереженні заходу сонця або сходу сонця на великих водних просторах. Побачити зелений промінь у степу чи лісистій місцевості практично неможливо. Навіть розуміючи всі фізичні причини і природне походження зеленого променя, важко позбутися сильного емоційного впливу. Тому, подібно до моряків і поетів, хочеться вірити, що поява цього дива природи послужить гарною ознакою для країни і людей, що живуть у ній.