тия эту книгу приобрел у лондонского букиниста известный советский ученый в области кораблестроения А. Н. Крылов. Академик Крылов хорошо знал труды Ньютона; он сделал превосходный перевод на русский язык Ньютоновых Математических начал натуральной философии . Используя письма Ньютона к Флемстиду и применяя только те математические средства, которыми располагал в свое время Ньютон, Крылов воскресил доказательства и выводы великого ученого и изложил их в работе Теория рефракции Ньютона , вышедшей в свет в 1935 г. В заключительной части этой работы А. Н. Крылов писал: Во все эти подробности я вошел, чтобы показать, насколько полна и обща та теория астрономической рефракции, которую Ньютон создал в конце 1694 и начале 1695 г., но которую он, к сожалению, не опубликовал. Если развить Ньютонову теорию теми элементарными методами анализа, которыми Ньютон обладал, и сравнить ее с современными теориями, то сразу можно будет заметить, сколь простое и естественное получается изложение и как мало к нему, по существу, за 240 лет прибавлено .

Сплюснутость заходящего солнечного диска. Когда солнце стоит высоко над горизонтом, его диск имеет форму круга; земной наблюдатель видит этот круг под углом 32. Заходящий солнечный диск, как мы уже отмечали, сплюснут по вертикали; его вертикальный поперечник виден под углом 26, что на 6 меньше угловых размеров горизонтального поперечника. В этом повинна ре-

фракция световых лучей в атмосфере.

Согласно современным данным, максимальный угол рефракции (угол рефракции при ij5=90°) составляет 35. Когда мы, любуясь на морском берегу солнечным закатом, видим, как нижний край светила коснулся линии горизонта, мы обычно не сознаем, что в действительности этот край находится на 35 ниже линии горизонта. А значит, и весь солнечный диск уже за горизонтом.

Интересно, что верхний край солнечного диска приподнимается вследствие рефракции света меньше, чем нижний, т. е. не на 35, а только на 29. Ведь рефракция уменьшается по мере уменьшения зенитного расстояния. Именно поэтому заходящее солнце и кажется наблюдателю сплюснутым по вертикали.

Сказанное поясняет рисунок 1.7. Здесь АА-направление от наблюдателя к линии горизонта. Стрелками показан ход лучей в атмосфере от краев солнечного диска к наблюдателю. Искривление лучей в атмосферном воздухе приводит к тому, что наблюдатель видит солнечный диск в пределах угла, образуемого на рисунке штриховыми прямыми, т. е. видит диск, слегка сплюснутый в вертикальном направлении.

Зеленый луч. Возникновение зеленого луча можно объяснить, если принять во внимание изменение показателя преломления с частотой света.

Обычно показатель преломления растет с увеличением частоты. Лучи с более высокой частотой преломляются сильнее. Значит, сине-зеленые лучи претерпевают

более сильную рефракцию по сравнению с красными лучами (рис. 1.8).

Допустим, что рефракция света в атмосфере есть, а вот рассеяния света нет. В этом случае верхний и нижний края солнечного диска вблизи линии горизонта должны были бы быть окрашенными в цвета радуги. Пусть для простоты в спектре солнечного света имеются всего два цвета - зеленый и красный; белый солнечный диск можно рассматривать в данном случае в виде наложенных друг на друга зеленого и красного дисков. Рефракция света в атмосфере приподнимает над горизонтом зеленый диск в большей степени, чем красный. Поэтому наблюдатель должен был бы видеть заходящее солнце таким, каким оно показано на рисунке 1.8 (или, по крайней мере, как показано слева вверху на с. 17). Верхний край солнечного

диска был бы зеленым, а нижний красным; в центральной же части диска наблюдалось бы смешение цветов, т. е. наблюдался бы белый цвет.

В действительности же нельзя не учитывать рассеяние света в атмосфере. Как мы уже знаем, оно приводит к тому, что из светового пучка, идущего от солнца, выбывают более эффективно лучи с более высокой частотой. Так что зеленой каемки сверху диска мы не увидим, а весь диск будет выглядеть не белым, а красноватым. Если, однако, почти весь солнечный диск ушел за горизонт, остался лишь самый верхний его краешек, и при этом стоит ясная и тихая погода, воздух чист (так что рассеяние света минимально), то в этом случае мы можем увидеть ярко-зеленый край солнца вместе с россыпью ярких зеленых лучей (см. внизу на с. 17).

Объяснение появления слепой полосы . Картина заката, изображенная на рисунке 1.3, наблюдается, если воздух около земной поверхности оказывается достаточно холодным, а выше имеется слой относительно теплого воздуха. В этом случае показатель преломления воздуха, изменяется с высотой примерно так, как показано на рисунке 1.9,а. Переход от нижнего холодного слоя воздуха к лежащему над ним теплому может приводить к довольно резко-

му спаду показателя преломления. Для простоты примем, что этот спад совершается скачком, поэтому между холодным и теплым слоями существует четко выраженная поверхность раздела, находящаяся на некоторой высоте Iiq над земной поверхностью. Упомянутый скачок хорошо виден на рисунке 1.9,6, где через обозначен показатель преломления воздуха в холодном слое, а через п-у - в теплом слое вблизи границы с холодным.

л- (