Я демонструю цей дослід на лекції, використовуючи світло червоного, а також зеленого лазера. Це дуже ефектно. Студенти помічають, що зелене й червоне світло утворюють дуже схожий малюнок, хіба що у випадку із зеленим світлом яскраві й темні плями розташовані дещо ближче. Відстань між ними залежить від кольору світла, а отже, від довжини хвилі (більше про довжину хвилі я розповім у наступному розділі).
Учені століттями сперечалися, із чого складається світло — з частинок або хвиль, і цей експеримент дозволив дійти приголомшливого й неспростовного висновку, що світло — це хвиля. Тепер нам відомо, що світло може поводитися і як частинка, і як хвиля, але до цього неймовірного висновку наука прийде тільки через століття, коли з’явиться квантова механіка. Зараз ми не заглиблюватимемося в це.
Повернемося до додаткових веселок. Ті темні та яскраві смуги виникають саме через інтерференцію світлових хвиль. Це явище дуже чітко виражене, коли діаметр крапель становить близько 0,5 міліметра. Ви можете побачити фотографію додаткової веселки у вклейці, а інші знімки на сайті: atoptics.co.uk/rainbows/supdrsz.htm.
Інтерференція створює ще разючіший ефект, коли діаметр краплі менше ніж 40 мікрон (0,04 міліметра). У таких випадках промені різних кольорів так сильно розсіюються, що їхні хвилі повністю накладаються. Кольори змішуються, і веселка стає білою. На білій веселці часто видно одну чи дві темні смуги (додаткові веселки). Білі веселки надзвичайно рідкісні, особисто я їх ніколи не бачив. У середині 1970-х мій студент Карл Вельс надіслав мені світлини кількох прекрасних білих веселок. Він фотографував їх улітку о другій ночі (саме так) із Крижаного острова Флетчера — великого плавучого айсберга завбільшки приблизно 5 на 11 кілометрів. Тоді він перебував приблизно за 490 кілометрів від Північного полюса. Прекрасну фотографію білої веселки ви можете роздивитися у вклейці.
Також білі веселки можна побачити в тумані, який складається з надзвичайно крихітних краплинок води. Часом білі туманні веселки важко розгледіти. Ви, можливо, безліч разів їх бачили, навіть не здогадуючись про це. Зазвичай вони з’являються, коли туман не дуже густий і тому пропускає сонячне світло. Рано-вранці на березі річки або в гавані, коли сонце ще низько і часто стоїть туман, я полюю на туманні веселки і спостерігав їх неодноразово.
Інколи туманну веселку можна створити за допомогою фар машини. Якщо ви в дорозі й навколо вас збирається вечірній туман, пошукайте місце, де можна безпечно припаркуватися. Або якщо туман застав вас удома, розверніть машину до туману та ввімкніть фари. Потім відійдіть від машини й подивіться на місце в тумані, куди падає світло фар. Якщо пощастить, ви, можливо, побачите туманну веселку. З нею темрява туманної ночі стає ще більш моторошною. Ви можете побачити, що відбулося, коли один хлопець випадково помітив туманну веселку від фар своєї машини: cutt.ly/VtLwHe. Помітили темні смуги в білих дугах?
Розмір крапель і хвильова природа світла пояснюють ще одне надзвичайно гарне оптичне явище, яке прикрашає небеса, — глорії. Найкраще їх видно з літака, що летить понад хмарами. Спробуйте їх пошукати — повірте, воно того варте. Для цього ви, звісно, маєте сидіти біля вікна, але не над крилами, які затуляють усе, що внизу. Вам слід переконатися, що сонце з протилежного боку від вашого місця, тому зверніть увагу на час польоту і напрямок рейсу. Якщо з вікна видно сонце, експеримент завершено. (Тут я змушений попросити вас узяти це на віру: щоб дати переконливе пояснення, потрібно здійснити багато дуже складних обчислень). Якщо дотримано всіх умов, спробуйте вирахувати розташування антисонячної точки й подивіться вниз на неї. Може, вам поталанить, і ви побачите у хмарах кольорові кільця, а якщо літак перебуває не надто високо над хмарами — то, можливо, навіть глорію навколо тіні літака. Діаметр глорії може варіюватися від кількох до приблизно 20 градусів. Що дрібніші краплі, то більші глорії.
Я зробив багато фотографій глорій, до того ж на деяких чітко видно тінь мого літака, і найцікавіше те, що місце розташування мого крісла збігається із центром глорії — антисонячною точкою. Одна з моїх фотографій увійшла в цю книжку.