Ньютон ставит вторую призму, повернув ее соответствующим образом на пути лучей, образующих спектр, и цвета чудесным образом собираются снова в луч белого света.

Ньютон приходит к правильному заключению: белый свет, приходящий от Солнца, фактически состоит из всех цветов радуги, которые собраны вместе.

То, что фактически делает стеклянная призма, отклоняя лучи разного цвета по-разному, приводит к разложению белого света на составляющие цвета.

Свет – волна (слишком маленькая, чтобы ее увидеть), и различным цветам соответствуют разные длины волн. Длина волны у красного света примерно вдвое больше, чем у фиолетового.

Радуга образуется капельками дождя, действующими как несметное число крошечных призм, разлагающих белый солнечный свет на составляющие цвета.

Задняя поверхность капельки действует как крошечное зеркало. Свет может вновь появиться после 1-го или 2-го отражения: часто возникают 2 радуги, 2-я с обратным порядком следования цветов.

Угол между входящим и выходящим световыми лучами 42° («угол радуги»). Для второй радуги этот угол равен 51°.

Радуга – это фактически окружность. Однако из-за горизонта мы видим только ее часть – полукруглую дугу.

Ньютон разгадал проблему цветов радуги, окаймляющей звезды, заменяя линзы зеркалами. Изобрел «отражающий» (зеркальный) телескоп. Гений!

2. Почему небо голубое?

Из того, что воздух явно прозрачен, далеко не очевидна причина того, что небо голубое!

Объяснение тому, почему небо синее, было найдено в конце XIX в. английским физиком лордом Рэлеем (лауреат Нобелевской премии по физике 1904).

Ключевой факт 1. Свет представляет собой волну, похожую на рябь на воде. Это совсем не очевидно, так как волна (длина волны света) слишком мала, чтобы ее увидеть.

Ключевой факт 2. Белый солнечный свет, как открыл Ньютон, состоит из всех цветов радуги: от фиолетового (наименьшая длина волны) до красного (самая большая длина волны).

Ключевой факт 3. Так устроено в природе, что молекулы кислорода/азота в воздухе такого размера, что отклоняют (рассеивают) синий свет гораздо сильнее, чем красный.

Следствие. При прохождении через воздух (атмосферу) белый солнечный свет преимущественно теряет (благодаря рассеиванию) голубой цвет. Создается диффузный голубой фон.

Когда Солнце находится у горизонта, оно становится красным, так как свет должен пройти большое расстояние через атмосферу, теряя 100 % голубого цвета и оставляя только красный.

Если размер частиц в атмосфере изменится, небо может изменить цвет. Небо становится красным при большом количестве загрязняющих веществ или пыли вулканических извержений.

При подходящем размере частиц вы даже можете увидеть голубую луну. Становится понятна фраза «однажды при голубой луне», что означает «редко».

Небо на Марсе может быть розового или желтого цвета, так как его цвет зависит только от размера частиц пыльных бурь, поднимающихся в тонком слое атмосферы.

В высоких слоях атмосферы Земли мало молекул воздуха, рассеивающих солнечный свет. Поэтому там небо не голубое, а чернильно-черное.

3. Почему восходящая полная Луна такая большая?

Короткий ответ: это не так. Да, Луна действительно кажется огромной, когда она низко над горизонтом (как и Солнце). Но это просто оптическая иллюзия.

Вот как это доказать. Поместите небольшую монету на расстоянии вытянутой руки. Сравните относительный размер восходящей Луны с размером монеты. Потом…

… повторите то же самое с Луной, которая высоко в небе. Вы увидите, что размер Луны тот же. Это называется «лунной иллюзией».

То же верно и для восходящего или заходящего Солнца. Но, поскольку вы, как правило, не смотрите на Солнце, заметен эффект в основном для полной Луны.

Кстати: для созвездий наблюдается тот же эффект. Большая Медведица прямо над отдаленными зданиями кажется намного больше, чем высоко в небе.

Что вызывает этот эффект? Никто не знает. Возможно, это связано с нашим ощущением (неправильным), что небо чуть плоское, а не на 100 % сферическое.

Лунная иллюзия гораздо меньше впечатляет с середины океана. Наличие деревьев и зданий на горизонте – важный компонент этого эффекта.

Наиболее вероятная причина появления большой Луны состоит в том, что в одном и том же поле зрения оказываются удаленные объекты, истинный размер которых мы слишком хорошо знаем.

Если Лунная иллюзия – это уловка ума, она должна отсутствовать при попытке одурачить ваш разум, заставив его увидеть знакомые вещи, например деревья, как незнакомые…

Наклонитесь и взгляните между ног на восходящую Луну. Все вверх дном и незнакомо, и, вуаля, Лунная иллюзия почти исчезла.

В действительности Луна на горизонте немного «меньше», чем Луна над вашей головой. Вспомним вот что: она дальше на один радиус Земли.

Кроме того, не каждая полная Луна имеет один и тот же размер в небе. Это происходит потому, что орбита Луны является эллиптической, поэтому расстояние Земля-Луна сильно варьируется.

Что нужно помнить: Луна на самом деле – очень маленький объект на небе. Художники всегда изображают ее на картине или рисунке больше, чем она должна быть.

4. С чем связаны фазы Луны?

Облик Луны постоянно меняется: тонкий полумесяц, полуосвещенная, прибывающая Луна, полная и т. д. Время полного цикла приблизительно 29,5 дней (лунный месяц).

Ключевой факт. В отличие от Солнца Луна не излучает свой собственный свет.

Поэтому Луна видима, только когда освещена Солнцем – когда отражает солнечный свет.

«Фазы» Луны вызваны изменяющимся освещением ее Солнцем: иногда большая часть поверхности Луны освещена, иногда только небольшая.

Как и у Земли, у Луны есть яркая дневная сторона (обращенная к Солнцу) и темная ночная сторона. Всегда частично освещенная, но не вечно «Темная сторона Луны» (приносим извинения группе Pink Floyd).

Когда Луна и Солнце расположены приблизительно в одном направлении от Земли, Луна освещена сзади. С Земли мы видим ее темную сторону. Это – новолуние.

Приблизительно неделю спустя Луна проходит первые 25 % орбиты (первая четверть). Солнце теперь освещает Луну с запада. Мы видим освещенную половину Луны.

Еще через неделю Луна находится в противоположном направлении от Солнца. С Земли мы видим ее полностью освещенную сторону. Это полная Луна.

Наконец, после прохождения 75 % своей орбиты (последняя четверть) Луна освещается с востока. Поверхность Луны, обращенная к Западному полушарию, теперь темная.