Чому хмари іноді світяться всіма кольорами: що таке іризація

Іноді хмари раптом почи­на­ють сві­ти­ти­ся м’якими пере­ли­ва­ми — зеле­ни­ми, роже­ви­ми, фіо­ле­то­ви­ми. Це вигля­дає як тонка рай­ду­га, роз­ми­та по краях хмари. Явище нази­ва­є­ться іризацією.

Це не опти­чна ілю­зія і не «від­би­т­тя» зви­чай­ної весел­ки. Іризація вини­кає через вза­є­мо­дію сві­тла з дуже дрі­бни­ми кра­пля­ми води або кри­ста­ла­ми льоду в хмарах.

Як з’являються райдужні кольори

Світло Сонця скла­да­є­ться з різних дов­жин хвиль. Коли воно про­хо­дить через дрі­бні частин­ки у хмарі, від­бу­ва­ю­ться про­це­си, які роз­ді­ля­ють ці хвилі.

1. Дифракція сві­тла. На від­ста­ні при­бли­зно до 10° від Сонця основ­ну роль віді­грає дифра­кція — оги­на­н­ня сві­тлом дрі­бних кра­пель. Саме вона ство­рює м’які пере­ли­ви кольорів.
2. Інтерференція. На біль­шій від­ста­ні (понад ~10°) почи­нає домі­ну­ва­ти інтер­фе­рен­ція — накла­да­н­ня сві­тло­вих хвиль. Це робить кольо­ри більш стру­кту­ро­ва­ни­ми і контрастними.
3. Розмір части­нок. Найяскравіша іри­за­ція вини­кає, коли кра­плі або кри­ста­ли в хмарі мають при­бли­зно одна­ко­вий роз­мір. Це дозво­ляє сві­тлу «узго­дже­но» вза­є­мо­ді­я­ти з ними.

Як виглядає іризація

На від­мі­ну від кла­си­чної весел­ки, іри­за­ція не має чіткої дуги. Вона вигля­дає більш хао­ти­чно, але при цьому має хара­ктер­ні ознаки.

1. Пастельні кольо­ри. Переважають ніжні від­тін­ки — роже­вий, зеле­ний, бла­ки­тний, іноді фіолетовий.
2. Полоси або плями. Кольори можуть утво­рю­ва­ти смуги, які часто йдуть пара­лель­но краю хмари.
3. Близькість до Сонця. Найчастіше ефект видно непо­да­лік від Сонця, але він може поши­рю­ва­ти­ся на зна­чно біль­ші кути — іноді понад 40°.

Чому це не веселка

Веселка вини­кає через залом­ле­н­ня і від­би­т­тя сві­тла в кра­плях дощу. Іризація — це інший меха­нізм. Тут голов­ну роль віді­гра­ють хви­льо­ві вла­сти­во­сті сві­тла: дифра­кція та інтер­фе­рен­ція. Саме тому кольо­ри вигля­да­ють більш «пер­ла­му­тро­ви­ми» і менш чіткими.

Іризація — це резуль­тат тон­кої вза­є­мо­дії сві­тла і мікро­ско­пі­чних части­нок у хма­рах. Вона вини­кає тіль­ки за пев­них умов, тому спо­сте­рі­га­є­ться неча­сто. Це при­клад того, як базо­ві зако­ни фізи­ки можуть ство­рю­ва­ти скла­дні і дуже кра­си­ві явища про­сто в небі.