Цветное кольцо рядом с солнечным диском привлекает внимание из-за правильной формы и ярких оттенков. Наблюдатели называют подобные явления круговыми радугами, хотя название объединяет разные оптические картины. За одной из них стоят ледяные кристаллы, за другой — водяные капли. Источник света, взвесь и глаз образуют единую геометрическую систему.
Ледяное кольцо
Ровный обод на заметном расстоянии от светила относится к гало. Его создают прозрачные кристаллы льда в тонких высоких облаках. Луч входит через одну грань, преломляется, проходит внутри частицы и покидает ее через другую поверхность. Разные цвета отклоняются под неодинаковыми углами, поэтому внутренняя кромка выглядит красноватой, а внешняя получает холодные оттенки.
Форма частиц влияет на рисунок сильнее их видимого размера. Пластинки и столбики поворачиваются в воздухе либо сохраняют определенную ориентацию. Беспорядочно расположенные кристаллы формируют замкнутую окружность. Упорядоченное движение создает отдельные дуги, яркие пятна по бокам или световой столб. Поэтому круговая радуга вокруг Солнца способна соседствовать с другими элементами гало.
Насыщенность зависит от прозрачности облачного слоя и однородности ледяной взвеси. Плотная пелена закрывает источник и стирает цветовые границы. Разреженный слой пропускает прямые лучи, сохраняя отчетливый контур. Яркость по окружности меняется при различной концентрации частиц. Разрыв кольца говорит об отсутствии подходящих кристаллов на соответствующем участке неба.
Водяной венец
Цветные окружности вплотную к диску имеют другое происхождение. Мелкие капли в облакахке рассеивают проходящий свет, а волны накладываются друг на друга. Возникает венец с голубоватой внутренней частью и красноватой внешней каймой. Однородные капли дают четкие полосы, а смесь разных размеров размывает переходы. Сходный механизм позволяет сопоставить это явление с лунными венцами, которые возникают при дифракции света на мелких каплях.
Венец занимает меньшую область неба, чем ледяное гало. Его оттенки повторяются в чередующихся поясах, однако дальние полосы теряют контраст. Облачные клочья меняют положение, из-за чего рисунок сжимается, расширяется или распадается. Подобная подвижность отличает дифракционную картину от устойчивого обода, созданного льдом.
Настоящая дождевая радуга окружает точку, противоположную светилу. Наблюдатель видит часть окружности впереди, когда источник находится за спиной. Полный круг открывается при обзоре водяной завесы сверху, если горизонт не закрывает нижний сектор. Поэтому яркая дуга непосредственно около Солнца относится к иному оптическому явлению.
Как различить явления
Положение цветного рисунка служит главным признаком. Широкое неподвижное кольцо указывает на преломление в ледяных гранях. Компактные переливчатые пояса возле диска связаны с рассеянием на каплях. Радуга от дождя располагается на противоположной стороне небосвода и требует освещенной водяной взвеси перед наблюдателем.
Глаз не переносит прямого наблюдения яркого источника. Солнечный диск закрывают непрозрачным предметом, сохраняя обзор окружающего участка. Темные очки снижают блеск, но не превращают длительный взгляд на светило в безопасный. Камеру также направляют с учетом ограничений матрицы и объектива, указанных изготовителем.
На фотографии оттенки меняются из-за выдержки, обработки и отражений внутри линз. Цветные пятна, движущиеся вместе с камерой, относятся к оптическим бликам. Небесное кольцо сохраняет положение относительно диска при повороте устройства. Снимки через оконное стекло требуют отдельной проверки: отражения от поверхностей создают ложные дуги и окружности.