Ви зрозумієте причину явища, якщо пригадаєте, в якому вигляді представляються нам предмети, коли ми дивимося на них крізь скляну призму. Проробіть такий досвід: тримайте призму в очі горизонтально широкою стороною вниз і розглядайте через неї листок паперу, приколотий на стіні. Ви помітите, що листок, по-перше, значно піднявся вище свого справжнього положення, а по-друге, має вгорі фіолетово-синю облямівку, внизу - жовто-червону. Підняття залежить від заломлення світла, кольорові облямівки - від дисперсії скла, тобто властивості скла неоднаково заломлювати промені різного кольору. Фіолетові і сині промені заломлюються сильніше інших, тому ми бачимо вгорі фіолетово-синю облямівку; червоні переломлюються все слабшим, і тому нижній край нашого паперового листка має червону облямівку.
Для кращого розуміння подальшого необхідно зупинитися на походження цих кольорових облямівок. Призма розкладає біле світло, що виходить від паперу, на всі кольори спектра, даючи безліч кольорових зображень паперового листка, розташованих, частиною накладаючись одне на інше, в порядку переломлюваності. Від одночасної дії цих накладених. одна на одну кольорових зображень очей отримує відчуття білого кольору (додавання спектральних кольорів), але вгорі і внизу виступають облямівки незмішувані квітів. Знаменитий поет Гете, пройшовши цей досвід і не зрозумів його сенсу, уявив, що він викрив таким чином хибність вчення Ньютона про квіти, і написав потім власну "Науку про кольори", яка майже цілком заснована на перекручених уявленнях. Читач, мабуть, не повторить помилки великого поета і не буде чекати, що призма перефарбує для нього всі предмети. Земна атмосфера є для наших очей як би величезною повітряної призмою, зверненої підставою вниз. Дивлячись на Сонце у горизонту, ми дивимося на нього крізь газову призму. Диск Сонця отримує вгорі обідок синього і зеленого кольору, внизу - червоно-жовту. Поки Сонце стоїть вище горизонту, світло диска своєю яскравістю перебиває набагато менш яскраві кольорові смужки, і ми їх не помічаємо. Але в моменти сходу й заходу Сонця, коли майже весь його диск прихований під горизонтом, ми можемо бачити синю облямівку верхнього краю. Вона двоколірна: вище розташована синя смужка, нижче - блакитна, від змішування синіх і зелених променів. Коли повітря поблизу горизонту абсолютно чистий і прозорий, ми бачимо синю облямівку "синій промінь". Але частіше сині промені розсіюються атмосферою і залишається одна зелена облямівка: явище "зеленого променя". Нарешті, у більшості випадків розсіюються каламутній атмосферою також сині і зелені промені - тоді не помічається ніякої облямівки: Сонце закочується багровим кулею.
Пулковський астроном Р. А. Тіхов, присвятив "зеленого променя" спеціальне дослідження, повідомляє деякі прикмети видимості цього явища. "Якщо Сонце має при заході червоний колір і на нього легко дивитися простим оком, то можна з упевненістю сказати, що зеленого променя не буде". Причина зрозуміла: червоний колір сонячного диска вказує на сильне розсіювання атмосферою синіх і зелених променів, тобто всієї верхньої облямівки диска. “Навпаки, - про должает астроном, - якщо Сонце мало змінило свій звичайний білувато-жовтий колір і заходить дуже яскравим (тобто якщо поглинання світла атмосферою невелика. - Я. П. ), то можна з великою ймовірністю очікувати зеленого променя. Але тут важливо, щоб горизонт представляв різку лінію, без всяких нерівностей, близького лісу, споруд і т. п. Ці умови все краще виконуються на морі; ось чому зелений промінь так добре відомий морякам".
Отже, щоб побачити "зелений промінь", потрібно спостерігати Сонце в момент заходу або сходу при дуже чистому небі. У південних країнах небо у горизонту прозоріше, ніж у нас, тому явище "зеленого променя" спостерігається там частіше. Але і в нас воно не так рідко, як думають багато хто, ймовірно під впливом роману Жуля Верна. Наполегливі пошуки "зеленого променя" рано чи пізно винагороджуються успіхом. Траплялося вловлювати це красиве явище навіть у підзорну трубу. Два ельзаських астронома так описують таке спостереження:
“...В останню хвилину, що передує заходу Сонця, коли, отже, ще видно помітна частина його, диск, що має хвилеподібну рухому, але різко окреслену межу, оточений зеленим обідком. Поки Сонце остаточно не зайшло, цей обідок не видно простим оком. Він стає видно лише в момент повного зникнення Сонця за горизонтом. Якщо ж дивитися в зорову трубу з досить сильним збільшенням (приблизно в 100 разів), можна простежити докладно всі явища: зелена облямівка стає помітною найпізніше за 10 хвилин до заходу Сонця; вона обмежує верхню частину диска, тоді як від нижньої спостерігається червона облямівка. Ширина кайми, спочатку дуже мала (всього декілька секунд дуги), зростає по мірі заходження Сонця; вона досягає іноді до півхвилини дуги. Над зеленим обідком часто спостерігаються зелені ж виступи, які при поступовому зникненні Сонця як би ковзають по його краю до найвищої точки; іноді вони відриваються від обідка і світяться кілька секунд окремо, поки не згаснуть".
Зазвичай явище триває секунду-дві. Але при винятковій обстановці тривалість його помітно подовжується. Відмічений випадок, коли "зелений промінь" спостерігався більше 5 хвилин! Сонце сідало за віддаленій горою, і швидко простуючи спостерігач бачив зелену облямівку сонячного диска, немов рухається по схилу гори.
Тривале спостереження "зеленого променя"; спостерігач бачив "зелений промінь" за гірським хребтом протягом 5 хвилин. Вище праворуч - "зелений промінь", видимий в підзорну трубу. Диск Сонця має неправильні контури. В положенні 1 блиск сонячного диска засліплює очей і заважає бачити зелену обідок простим оком. В положенні 2, коли диск Сонця майже зникає, "зелений промінь" стає доступним простому оку.
Дуже повчальні випадки спостереження "зеленого променя" при сході Сонця, коли верхній край світила починає показуватися з-під горизонту. Це спростовує часто висловлювану здогад, ніби "зелений промінь" - оптичний обман, якому піддається очей, стомлений яскравим блиском тільки що закатившегося Сонця.
Сонце - не єдине світило, що посилає "зелений промінь". Траплялося бачити це явище, породжене заходить Венерою.
