De natuurkunde van 't vrije veld. Deel I

Licht en kleur in het landschap

[p. 38]

De kromming der lichtstralen in de dampkring.

29. Aardse straalkromming.

Wij zien de hemellichamen hoger boven de gezichteinder dan ze in werkelijkheid zijn; die verplaatsing is des te sterker naarmate ze meer tot de gezichteinder naderen. Vandaar de afplatting

Fig. 36. Door de aardse straalkromming lijken de hemellichamen iets hoger te staan dan met de werkelijkheid overeenkomt.

van de Zon en de Maan bij de horizon: bij zonsondergang schijnt de onderrand van de zonneschijf gemiddeld 35 boogminuten hoger dan hij is; maar de bovenrand, die wat verder van de gezichteinder verwijderd is, slechts 29. De afplatting is dus 6 boogminuten, dit is ⅕ van de middellijn van de Zon. - We zien hier dus aanschouwelijk hoe de schijnbare opheffing naar de gezichteinder toeneemt. Dit verschijnsel is eenvoudig het gevolg van het toenemen der dichtheid van de dampkring in de diepere lagen; naarmate de dichtheid groter wordt, neemt de brekingsaanwijzer van de lucht toe en neemt de lichtsnelheid

[p. 39]

af; wanneer dus de lichtgolven die door de ster uitgezonden zijn in onze dampkring dringen, lopen zij iets langzamer aan de zijde die het dichtst bij de Aarde is, en zwaaien geleidelijk om. De lichtstralen, die aangeven hoe de golffronten zich voortplanten, krommen dus mede, en de verre voorwerpen ondergaan een schijnbare opheffing (fig. 36).

De aardse straalkromming is van dag tot dag veranderlijk, tengevolge van de wisselende temperatuurverdeling in de dampkring. Het zou heel belangwekkend zijn, voor een aantal dagen te bepalen hoe laat de Zon op- of ondergaat, en dit te vergelijken met de uit de almanakken of tabellen berekende tijden. Er moet gestreefd worden naar een nauwkeurigheid van 1 sekunde, wat door vergelijking met radioseinen wel bereikbaar is. Het schijnt dat men tijdsafwijkingen van 1, zelfs van 2 minuten kan verwachten! Vooral een waarnemer die aan ons zeestrand verblijft zou zulk een onderzoek goed kunnen uitvoeren, omdat men daar de zonsondergang boven een zuivere, vrije kim waarneemt. Een dergelijk onderzoek zou te combineren zijn met waarnemingen van de kimhoogte, van de vorm der zonneschijf en van de groene straal (zie § 30, 35, 36).

30. Buitengewone straalkromming zonder spiegeling.

Merk op, hoe dikwijls wij aan het strand de golven in de verte boven de horizonlijn zien uitkomen als verheffingen, terwijl

Fig. 37. Hoe wij zeegolven tegen de horizonlijn kunnen waarnemen.

dergelijke golven dichtbij ons niet tot de horizonlijn reiken; en toch moest de verbindingslijn van even hoge toppen waterpas zijn, en dus ook door de kim gaan. Ook gedurende een zeereis kan men dit verschijnsel bij zwaar weer geregeld waarnemen;

[p. 40]

men vat post op een der lage dekken, zodat men de golven dichtbij zich niet geheel tot de kim ziet reiken, en vergelijkt dan met de golven op grote afstand. Het is duidelijk, dat onze waarneming alleen te verklaren is door de kromming der Aarde, welke wij hier vóór onze ogen als een werkelijkheid zien (fig. 37).

Het verschijnsel dat wij komen te beschrijven wordt echter gewijzigd door de aardse straalkromming. Sommige dagen is het buitengewoon uitgesproken, de gezichteinder schijnt nabij, de boten lijken ons verder dan gewoonlijk en groter; het is, alsof

Het onzichtbaar worden van verre voorwerpen; het wateroppervlak lijkt bol.

Het abnormaal zichtbaar worden van verre voorwerpen; het wateroppervlak lijkt hol.
Fig. 38.
(In beide schetsen is de kromming van de lichtstraal overdreven)

de kromming der Aarde versterkt was.

Andere dagen kunnen we ons verbeelden dat de rustige zee of een groot meer er uitzien als een holle schaal. Normaal onzichtbare voorwerpen worden zichtbaar, schijnen dichtbij en kleiner dan gewoonlijk. Verre boten die al op de horizonlijn moesten liggen, schijnen nog in een waterdal te varen; ze lijken in vertikale richting samengedrukt; de horizonlijn loopt boven hun romp, terwijl ons oog toch feitelijk minder hoog is dan de bovenkant van die romp. De gezichteinder schijnt abnormaal ver verwijderd.

Deze beide kenmerkende toestanden kunnen we noemen: het bolle en het holle wateroppervlak¹⁾ (fig. 38). De ene ontstaat als de dichtheid van beneden naar boven in de dampkring abnormaal langzaam afneemt of zelfs (voor de onderste luchtlagen) toeneemt; de andere ontstaat als de dichtheid van beneden naar boven abnormaal snel afneemt. Zulke anomalieën zijn het gevolg van uitzonderlijke temperatuurverdeling. Is de zee warmer dan de lucht, dan worden de onderste luchtlagen warmer dan de hogere, worden dus optisch ijler en minder lichtbrekend; de lichtstralen krommen van de Aarde af. Is de

1) C.R. 153, 1054, 1911. - Proc. R. Soc. Edinb. 32, 175, 1912.

[p. 41]

zee kouder, dan ontstaat de omgekeerde kromming. Het is zaak om op zulke dagen de temperatuur op verschillende hoogte te meten, en te zien of men daaruit de waarnemingen verklaren kan.

Er is nog een kenmerk waardoor die beide optische toestanden zich van elkaar onderscheiden: het is de schijnbare hoogte van de gezichteinder. Om die zonder instrumenten waar te nemen, moeten we een vast mikpunt A kiezen nabij het strand, en een veranderlijk mikpunt B op een paal of boomstam, op een honderdtal meters landinwaarts (fig. 39). We kijken van uit B, en zoeken

Fig. 39. Het meten van de veranderingen der aardse straalkromming.

op welke hoogte we ons oog moeten houden om de gezichteinder nauwkeurig door het punt A te zien gaan. Als het water kouder is dan de lucht, lijkt de gezichteinder hoger en B daalt; als het water warmer is dan de lucht, lijkt de gezichteinder lager en B stijgt. Verschillen van 6' zelfs 9' in de ene of in de andere richting komen soms voor, vooral bij windstilte; bij een afstand AB = 100 m komen ze overeen met een hoogteverschil van ± 20 en 30 cm. - Deze waarneming zou nauwkeuriger worden, als ze kon geschieden met een toneelkijkertje.

In uiterst zeldzame gevallen wordt de kromming der lichtstralen in de dampkring buitengewoon sterk en geeft dan aanleiding tot de merkwaardigste optische verschijnselen. Soms komen er dagen voor van buitengewone zichtbaarheid, waarop ineens een ver verwijderde stad of een vuurtoren duidelijk zichtbaar worden, die men in normale omstandigheden nooit kon waarnemen omdat ze achter de kim liggen. Dikwijls krijgt men dan tevens de indruk dat ze verrassend dicht bij ons zijn. De zeeman spreekt van ‘opdoeming’. Een dergelijk geval is bijvoorbeeld op de Zuiderzee in de buurt van Stavoren waargenomen, waar men Enkhuizen en Urk verrassend dichtbij zag

[p. 42]

liggen¹⁾; en van de Zuiderzeedijk bij Amsterdam uit, waar het eiland Pampus eens beneden de kim in plaats van op de kim te zien was.²⁾

Omgekeerd zijn er gevallen waarin verre voorwerpen, die gewoonlijk boven de gezichteinder uitsteken, verdwijnen alsof ze achter de kim lagen. Ook in dit geval krijgt men meestal de indruk van grote nabijheid.

Dergelijke waarnemingen moeten altijd gepaard gaan met het meten der temperatuur van het zee-oppervlak en van de lucht.

Men had haar (de stervende 90-jarige Trien Jans) volgens haar wens in de kussens rechtop laten zitten, en haar ogen gingen door de kleine, in lood gevatte ruitjes naar de verte. Er moest ginder een ijlere luchtlaag boven een dichtere liggen, want er was sterke kimming, en de straalbreking hief op dit ogenblik de zee als een fonkelende zilveren strook boven de rand van de dijk, zodat het licht verblindend in de kamer scheen; ook de zuidpunt van Jeverszand was zichtbaar.
Th. Storm, Der Schimmelreiter.

1) Onweders enz. 47, 52, 1926.

2) Onweders enz. 42, 37, 1921. Een ander, ietwat fantastisch geval is waargenomen te Drachten: Hemel en Dampkring 13, 70, 1915.

31. Luchtspiegelingen op kleine schaal. (Plaat Vb).

De beroemde luchtspiegeling van de woestijn is gemakkelijk op kleine schaal waar te nemen. We zoeken een tenminste 8 meter lange effen muur, of een stenen borstwering, die naar 't Zuiden gekeerd is, en wachten op zonnig weer. Nu leggen we ons hoofd vlak tegen de muur en kijken rakelings er langs, terwijl iemand op zo groot mogelijke afstand een helder voorwerp dichter en dichter bij de muur houdt; een eenvoudige sleutel, schitterend in het zonlicht, is bijvoorbeeld zeer geschikt. Zodra de sleutel op enige cm van de muur komt, zien we hoe het beeld zich merkwaardig vervormt, en hoe een ‘weerspiegeld’ beeld van de kant van de muur naar de sleutel toe schijnt te komen; dikwijls kan men zelfs de hele hand die de sleutel houdt mee weerspiegeld zien. Heeft men eenmaal het verschijnsel goed waargenomen, dan kan men het opmerken aan alle verre voorwerpen die rakelings langs de muur te zien zijn. Bij kortere muren is de luchtspiegeling ook nog wel waar te nemen, als het oog er vlak bij

[p. 43]

kan komen: dit is het geval, als men bij het uiteinde van de muur voldoende vrije ruimte heeft, zodat men zich daar kan stellen.

Bij zeer lange muren die sterk verhit zijn, kan men soms na het le spiegelbeeld nog een 2e spiegelbeeld waarnemen, niet symmetrisch t.o.v. het voorwerp, maar er aan gelijk.¹⁾ Dit komt uit met een algemene wet, die leert dat de achtereenvolgende beelden ener luchtspiegeling om de beurt omgekeerd en rechtopstaand moeten zijn. (Plaat Vb).

De spiegeling ontstaat, doordat de lucht nabij het verhitte voorwerp warmer is, dus ijler, en dus een geringer brekingsindex

Fig. 40. Luchtspiegeling langs een door de zon beschenen muur (de vertikale afmetingen zijn duidelijkheidshalve sterk overdreven).

heeft. Hierdoorkrommen de lichtstralen, tot zij evenwijdig aan het oppervlak lopen en zich er daarna weer van verwijderen (fig.40). Ten onrechte wordt soms van ‘totale terugkaatsing’ gesproken, terwijl de overgang tussen de verschillende lagen toch overal geleidelijk is; maar anderzijds moet wel bedacht worden dat de straal zijn kromming bijna geheel krijgt in de onmiddellijke nabijheid van het hete voorwerp. Waarschijnlijk is er vlak langs de muur een luchtlaagje van enkele mm dikte, dat ongeveer de temperatuur van de vaste wand heeft; daarna valt de temperatuur eerst snel, dan langzamer af.

Het is de moeite waard, te beproeven de temperatuur van de muur en van de naburige luchtlagen op te nemen, en te laten zien dat de waargenomen krommingen van de stralen hierdoor quantitatief verklaard worden.

Dergelijke luchtspiegelingen op kleine schaal zijn vroeger waargenomen langs de hete schoorsteen van stoomboten²⁾; men zag de Maan, Jupiter, de opgaande zon weerspiegeld als in een zilveren spiegel, de mast van het schip daarentegen vertoonde het verschijnsel niet. Maar ik geloof niet dat de pijp van moderne schepen heet genoeg wordt om deze waarneming toe te laten.

Boven de kap van een auto, die een tijdje in de zon gestaan

1) W. Hiller, Phys. Zs. 14, 718, 1913; 15, 303, 1914.

2) Ball, Phil. Mag. 35, 404, 1868. - Ann. d. Phys. (Pogg.) 134, 336, 1868.

[p. 44]

heeft, is een duidelijke vervorming van de beelden van verre voorwerpen merkbaar, mits men rakelings langs het verhitte oppervlak kijkt. Reeds boven een plankje van 50 cm lengte dat zich in de zon bevindt, kan men soms al zien hoe alle voorwerpen als 't ware uitgerekt worden en door het plankje ‘aangetrokken’.

32. Luchtspiegelingen op grote schaal boven warme oppervlakken. (Plaat Va).¹⁾

De vlakheid van het terrein en de waarneming op grote afstand is voor het tot stand komen der luchtspiegeling tenminste even belangrijk als de sterke verhitting van de grond. Vandaar dat ons effene land zo buitengewoon geschikt is voor deze soort waarnemingen, en de luchtspiegeling dikwijls even mooi vertoont als de verzengde Sahara. Dikwijls ziet men de luchtspiegelingen alleen wanneer men zich bukt; ze worden ineens vele malen duidelijker en blijken verrassend dikwijls voor te komen, als men maar een toneel- of veldkijkertje gebruikt en vaak de gezichteinder onderzoekt. - Wij zullen thans een drietal gevallen beschrijven, waarin het verschijnsel buitengewoon veelvuldig en duidelijk optreedt.

Boven lange, vlakke wegen die met asfalt bekleed zijn is de luchtspiegeling op iedere zonnige dag waar te nemen; de thermometer kan een temperatuurverval van wel 20^o of 30^o aanwijzen in de eerste centimeter boven het oppervlak, daarna wordt de gradiënt een paar graden per cm.²⁾ Naar mijn ervaring is de luchtspiegeling nog prachtiger op onze moderne rechte betonwegen (Amsterdam-IJmuiden, Hilversum-Bussum); wel wordt de zonnestraling slechter geabsorbeerd dan bij de geasfalteerde wegen, maar blijkbaar is de warmte-afgifte ook geringer. Bij zonnig weer schijnt zulk een weg in de verte met plassen water bedekt, die groter en duidelijker worden als men zich bukt, en waarin zich de helder gekleurde verre voorwerpen schijnen te spiegelen. Wat wij voor water houden is niets anders

1) Uitvoerige litteratuur! Zie natuurlijk eerst: Pernter-Exner, t.a.pl. - Verder: Biot, Mém. de la Classe des Sc. math. et phys. de l'Institut de France, 246, 1809. - Trans. Edinb. Soc. 30, 551, 1883. - Fr. Nölke, Phys. Zs. 18, 134, 1917. - A. Wegener, Ann. d. Phys. 57, 203, 1918. - R. Meyer, Met. Zs. 52, 405, 1935.

2) H. Futi, Geophys. Mag. 4, 387, 1931. - L.A. Ramdas & S.L. Malurkar, Nat. 129, 6, 1932.

[p. 45]

dan de weerspiegeling van de heldere hemel in de verte. Het is merkwaardig, dat de luchtspiegeling helemaal niet verstoord wordt door het drukke verkeer, waardoor toch papier, stof, bladeren opgewerveld worden!

In de uitgestrekte weiden van Noord-Holland of van het Veurne-Ambacht, op de vlakke Friese maaivelden, is de luchtspiegeling een geheel normaal verschijnsel, ja zelfs een kenmerkende trek van een landschap, althans in het voorjaar en de zomer, bij enigszins helder weer en niet teveel wind.¹⁾ Een der beste waarnemingspunten ligt onmiddellijk ten Westen van Heilo (bij Alkmaar), waar het uitzicht geheel vrij is. Men ziet een witte streep aan de gezichteinder, waarboven de verre torens en boomtoppen als 't ware zonder ondergrond zweven. Bukt men zich, dan ziet men het landschap dichterbij vervormd, en daar verschijnen grote blinkende ‘waterplassen’²⁾, waarin zich de huizen en molens spiegelen met de lichte hemel als achtergrond; vooral aan de zonzijde is dit zeer duidelijk. Tegen de middag is dikwijls de kromming der lichtstralen zo sterk, dat men reeds staande overal plassen meent te zien; ook dan is het zeer de moeite waard zich te bukken of een paar meter hoog te stijgen, om te zien hoe de plassen zich schijnen uit te breiden of samen te trekken. Merk op hoe de beelden zich vervormen en vertikaal uitgerekt worden als het oog nog net iets te hoog is om de terugkaatsing te zien. Houdt men het oog zéér laag, dan ziet men de basis der verre voorwerpen niet meer, zij zweven boven een ledige ruimte. Aan de zijde die van de zon afgekeerd is zijn de waterplassen minder helder, vallen dus niet zo op; maar des te mooier ziet men de vervorming der verre voorwerpen en hun spiegelbeelden. Het is belangwekkend, enkele temperaturen op te nemen in de onderste luchtlagen, bijvoorbeeld op 100, 50, 25, 10 en 0 cm hoogte. Des ochtends, als de zon schijnt, vindt men dan geregeld dat de temperatuur dicht bij de grond het hoogste is; bedraagt het verschil (tussen 100 en 0 cm) 3^o, dan is er weinig of geen luchtspiegeling; stijgt het tot 5^o, dan is er matige luchtspiegeling; bij 8^o is het verschijnsel sterk. De sterkste verschillen krijgt men in de lente op een zonnige, heldere dag, volgend op een killen nacht. - Het is over de uitgestrekte weiden bij Bremen dat Busch, de eerste die de luchtspiegeling

1) K. Braak, Tijdschr. Kon. Ned. Aardr. Genootschap, 39, 587, 1922.

2) In Oost-Friesland spreekt men van ‘mooi weer-katjes’ (Das Wetter, 33, 22, 1916).

[p. 46]

wetenschappelijk en grondig bestudeerde, in 1779 het spiegelbeeld der verre stad duidelijk kon waarnemen.

Het mooist en het regelmatigst is de luchtspiegeling aan het strand, over vast en effen zand, bij warm en windstil weer.¹⁾ We leggen ons plat op de grond, het oog zo dicht mogelijk bij het oppervlak van het zand, en zien dan geen duidelijk gespiegeld beeld; houden we echter 't hoofd iets hoger, dan krijgen we ineens de merkwaardige indruk dat we omgeven zijn door een vijvertje, waarin de voorwerpen weerkaatst worden: voorwerpen van 10 of 20 cm hoog op 30 m afstand ziet men al weerspiegeld. We kiezen een duidelijk, helder voorwerp H, en houden het oog in een vast punt W bv. even hoog boven het zand als het voorwerp, hetgeen gemakkelijk door een takje of

Fig. 41. Hoe we bij een luchtspiegeling de weg kunnen bepalen die de lichtstralen gevolgd hebben.²⁾

stokje aan te geven is. Nu bepalen we experimenteel de baan van de lichtstraal die ons het spiegelbeeld doet zien: een helper houdt een meetlatje M op bekende afstand in C en verschuift een staafje tot dit voor ons oog a) in B net het spiegelbeeld afschermt, b) de top van het voorwerp zelf afschermt. We mogen aannemen dat de direkte lichtstraal WH van ons oog naar H rechtlijnig is; achtereenvolgens kan dus de hoogte van de geknikte lichtstraal WAH en zijn gehele baan punt na punt bepaald worden. Zo vinden we dat hij betrekkelijk plotseling, dicht bij het zandoppervlak, een knik moet hebben gekregen. Als dit waar is, verwachten we dat h/AW = h'/BW constant zal zijn, en gelijk aan de hoek die de lichtstraal over het grootste gedeelte zijner baan met het zandoppervlak maakt. Dit blijkt inderdaad uit te komen; men vindt hoeken tot 1^o. Uit deze hoek en de

1) L.G. Vedy, Met. Mag. 63, 249, 1928. - Hemel en Dampkring, 15, 71, 1917. Nergens zo treffend mooi waar te nemen als over de ontzaglijke zandplaten onzer Noordzee-eilanden, bv. over de 8 km lange Vliehors (W.-Vlieland).

2) Alle horizontale afmetingen zijn veel te klein voorgesteld.

[p. t.o. 46]

PLAAT V
Luchtspiegeling in de woestijn bij het Suez-kanaal. De lage zandheuvels lijken weerspiegeld in een wateroppervlak; de schijnbare horizon ligt 4'½ onder de verdwijnlijn.
Naar W.H. Steavenson, Quart. Journ. 47, 15, 1920, met teleobjectief, aequiv. f = 90 cm; 1,8 maal vergroot.

Luchtspiegeling langs een door de zon beschenen lange muur. Van den knaap (160 m van den waarnemer verwijderd) is een spiegelbeeld zichtbaar, en zelfs het begin van een abnormaal tweede spiegelbeeld; de muur was 4,5^o C heter dan de lucht.
Naar W. Hillers, Phys. Zs. 14, 718, 1913.

[p. 47]

bekende brekingsindex van lucht voor verschillende temperaturen leidt men af hoeveel graden heter de lucht vlak bij de grond is dan op ooghoogte:



, hetgeen in de praktijk 5^o tot 35^o kan worden.

Fig. 42. Bij de luchtspiegeling wordt slechts een gedeelte van het voorwerp weerspiegeld gezien. a. op kleine afstanden.

In vorig geval is het ontstaan van de luchtspiegeling zeer eenvoudig. Zodra ik mijn blik richt naar een punt van de grond verder dan een zekere grens, treft de gezichtsstraal de hete lagen onder een voldoende schuine hoek om vrij plotseling geknikt te worden; het effekt is ongeveer hetzelfde alsof van daar af de grond met een spiegel bedekt was. Verre voorwerpen worden aldus in twee delen verdeeld: het bovenste wordt enkel gezien, het onderste geeft een omgekeerd spiegelbeeld (fig. 42a).

Fig. 42. b. op grote afstanden.

Bij luchtspiegeling op grote afstanden spelen de kromming der Aarde en de gewone straalkromming een zeer merkbare rol; beneden een zekere verdwijnlijn wordt de voet van de verre voorwerpen onzichtbaar tengevolge van de kromming der Aarde; tussen die verdwijnlijn en een hoger gelegen grenslijn bevindt zich het gedeelte van het voorwerp dat weerspiegeld wordt gezien, en waarvan het spiegelbeeld meestal iets in vertikale richting samengedrukt is; boven de grenslijn tenslotte zien we de voorwerpen waarvan geen spiegelbeeld ontstaat (fig. 42b).

In plaats van de snelle temperatuursprong bij het aardoppervlak zijn er veel ingewikkelder temperatuurverdelingen denkbaar, die ieder weer hun bijzondere optische gevolgen hebben. Bij sterke luchtspiegeling over het strand kan men door een proef-

[p. 48]

ondervindelijk onderzoek, zoals wij het beschreven, uitmaken hoe de verdwijnlijn en de grenslijn lopen, en daaruit de temperatuurverdeling afleiden. Rechtstreekse temperatuurmetingen zijn hiermee te vergelijken. Maar zulke onderzoekingen zijn moeilijk, omdat het altijd mogelijk is dat het strand niet geheel waterpas verloopt.

Bij elke zeereis ziet men tal van luchtspiegelingen, die door vorige beschouwingen begrepen kunnen worden (fig. 43, 44). Als het verschijnsel weinig ontwikkeld is, zoals gewoonlijk, wordt het gespiegelde (omgekeerde) beeld zó afgeplat, dat het

Fig. 43. Een eiland, gezien van toenemende afstanden bij luchtspiegeling.

slechts een horizontaal lijntje lijkt dat met de basis van het voorwerp ineenvloeit. Het enige wat nu nog opvalt, is de heldere lichtstreep van de gespiegelde hemel, waaraan men natuurlijk de samendrukking niet bemerkt. De verre voorwerpen schijnen dus als 't ware op een kleine hoogte boven de gezichteinder te zweven. Dit optisch verschijnsel, dat niets anders is dan een weinig ontwikkelde luchtspiegeling, is haast dagelijks op zee waar te nemen, vooral wanneer men gebruik maakt van een kijkertje. Zo kan men bijna steeds van de Zuiderzeekust of van Amsterdam uit Urk, Marken en Pampus zien.¹⁾ Als de verschillende delen van een eiland ongelijk ver van ons verwijderd zijn, worden de verste delen het hoogst door de grens- en verdwijnlijn getroffen, en ontstaat fig. 44d.

De meting van de hoogte der verdwijnlijn boven de schijnbare gezichteinder is een eenvoudig middel om de ‘sterkte’ der luchtspiegeling in getalmaat uit te drukken; zij kan geschieden met een der methodes, aangegeven in het aanhangsel, § 235. Men vindt hoeken van enkele boogminuten.

Soms treedt een ander verschijnsel op dat men hiermede zou kunnen verwarren: een laag fijne waterdruppeltjes, afkomstig van de branding, die boven de zee zweeft en de onderste gedeelten der verre voorwerpen met een laag lichte nevel bedekt.

1) ‘Dat is het wonderbaarlijke van deze eilanden, dat zij in straalbreking zich los van de zee schijnen te maken, en daarboven zweven gaan, alsof zij er heel licht en sprookjesachtig dreven in de ruimte van den aether’. (H.v. Wermeskerken, Terschelling).

[p. 49]

Fig. 44. Waarnemingen van de luchtspiegeling gedurende een zeereis.

Luchtspiegelingen, met vervorming der beelden en terugkaatsing, zijn nog in de volgende omstandigheden waargenomen:
bij het baden, als het water warmer is dan de lucht;
op de grote meren van Z.W.-Friesland; het verschijnsel wordt daar ‘tillen’ genoemd;
boven spoorbanen: als men zich bukt ziet men hoe een lokomotief in de verte helemaal vervormd lijkt;
boven vlakke geestgronden of vlakke zwarte bouwgrond;
langs duinhellingen, als men evenwijdig aan de helling kijkt;
langs gewone stadsstraten, met stenen geplaveid, vooral wanneer men rakelings langs de hoogste top ener helling kan kijken.

[p. 50]

33. Luchtspiegelingen over koud water (soms ‘kimming’ genoemd).

Zoals de spiegeling naar beneden vooral optreedt over het verwarmde land, is de spiegeling naar boven voornamelijk over zee waar te nemen¹⁾ (ofschoon veel zeldzamer). Zij ontstaat, wanneer de zee veel kouder is dan de lucht, zodat de temperatuur in de onderste luchtlagen buitengewoon snel met de hoogte afneemt (fig. 45). Over de Oostzee, als die pas ontdooid is in de lente, ziet men er merkwaardige voorbeelden van. Er is grote

Fig. 45. Het ontstaan der zeldzame luchtspiegeling naar boven.

kans dat zij in ons vlakke land prachtig gezien zal kunnen worden over grote ijsvlakten, wanneer het plotseling gaat dooien, en de lucht vlak bij het ijs kouder is dan daarboven; men zal echter moeten bukken en het oog dicht bij het ijsoppervlak houden.

Bij de straalkromming naar boven kent men meervoudige spiegelingen, die zich hier vrij kunnen ontwikkelen omdat niets de lichtstralen afsnijdt (zoals de aarde deed bij spiegeling naar beneden); wonderlijke beelden, recht en omgekeerd, van ogenblik tot ogenblik wisselend, veranderlijk volgens de afstand van het voorwerp en de toevallige temperatuurverdeling in de dampkring.

1) Een voorbeeld van zulk een waarneming nabij Texel, in Onweders, enz. 14, 63, 1893.

34. Luchtkastelen.

In sommige zeer zeldzame gevallen hebben betrouwbare waarnemers allermerkwaardigste luchtspiegelingen gezien, die ze beschrijven als: landschappen met steden en torens en gekanteelde muren, oprijzend boven de gezichteinder, zich vervormend, ineenstortend; sprookjesachtige taferelen die ons met een diep geluk vervullen en met onbedwingbaar verlangen; ‘fata morgana’! Het is niet te verwonderen dat poëzie en volks-

[p. 51]

verhalen de fraaie waarneming nog hebben opgesmukt met rijke fantasie.

Forel heeft dit verschijnsel in eenvoudiger vormen talloze

Fig. 46. Het ontstaan der ‘fata morgana’ als overgang tussen de straalbreking boven warm en boven koud water.

malen waargenomen over het meer van Genève, en het na 50 jaar studie nauwkeurig beschreven.¹⁾ Een rustig wateroppervlak van 10-30 Km is nodig; het oog moet zich 2 tot 4 m boven het water bevinden, de juiste hoogte moet door beproeven gevonden worden en komt er erg op aan. 's Namiddags, op heldere dagen, als het water warmer was dan de lucht, zag Forel vier stadia naast elkaar die zich geleidelijk langs de verre oever van het meer verplaatsten en elkaar verdrongen, niet langer dan 10 of 20 minuten op dezelfde plaats blijvend.

a.	De luchtspiegeling over warm water; spiegelbeeld onder het voorwerp;
b.	De abnormale luchtspiegeling over koud water, een zeer vreemd verschijnsel, waarbij het voorwerp normaal gezien wordt, en het spiegelbeeld daaronder sterk samengedrukt is (waarschijnlijk een labiele, tijdelijke overgangsvorm);
c.	De luchtkastelen: men ziet de verre kustlijn vervormd over een afstand van 10^o tot 20^o (in hoekmaat), uitgerekt tot vertikale, naast elkaar geplaatste rechthoekjes (‘zone striée’).
d.	De normale straalkromming over koud water: er is geen spiegelbeeld te zien, maar het voorwerp zelf is in vertikale richting sterk samengedrukt.

De verhoogde horizonlijn van de stadia a-b en de lagere horizonlijn van stadium d zijn de grenzen tussen dewelke zich de vertikale arcering der zone striée ontwikkelt (fig. 47); de verplaatsing van de luchtkastelen ontstaat doordat het refractietype d het type a geleidelijk verdringt. Het schijnt wel aannemelijk, dat juist in een dergelijk overgangsgebied de dichtheid der lucht in gemiddeld hoge lagen het grootst zal zijn. In dit geval

1) F.A. Forel, Proc. R. Soc. Edinb. 32, 175, 1912. - Vgl. ook: Arch. sc. phys. nat. 3, 545, 1897. - C.R. 153, 1054, 1911.

[p. 52]

krijgt men de stralengang van fig. 47, en wordt dus elk lichtpunt

Fig. 47. Het ontstaan der ‘fata morgana’.

L vertikaal uitgerekt tot een vertikaal lijntje AB.

Men kan zich afvragen of er geen kans is de typische fata morgana in onze vlakke landen terug te vinden. Wij kennen althans twee goede voorbeelden ervan.

‘Verleden Vrijdag (12 Sept. 1917) omstreeks 7 uur stonden we met ons drieën bij de driehoeksmeter te Schoorl.

Fig. 48. Luchtkastelen, waargenomen te Zandvoort. Naar Hemel en Dampkring, 31, 252, 1933.
Cliché in bruikleen van het Kon. Ned. Meteor. Instituut.
a. Noordwijk, Katwijk, Scheveningen, in de zone striée: ‘een palmenwoud’!
b. Uitvarend stoomschip, links vrij van spiegeling, rechts in het gebied der fata morgana.
c. Zeilscheepjes.
d. Stoomschip achter de kim, onzichtbaar, alleen in luchtspiegeling te zien.
Het omgekeerde beeld hangt aan de bovenste horizon.

[p. 53]

Zo, dat we naar zee keken, zagen we plotseling op enige afstand, doch heel dichtbij, een stad verrijzen; bomen en huizen waren sterk afgelijnd, terwijl de huizen heel hoog waren. Zagen we de stad in werkelijkheid, dan zouden we precies kunnen zeggen: die is het.’¹⁾

Nog veel mooier is de volgende prachtige beschrijving, waar de Nederlandse waarnemer bij de éne, uitzonderlijke gelegenheid die hem geboden was, bijna alle kenmerkende trekken heeft opgemerkt die Forel vermeldt. - ‘Toen ik om 16.20 (zomer-tijd) aan het strand te Zandvoort kwam, viel mij terstond het ongelijke niveau van de horizon op. Deze bevond zich in het NW. en W. merkbaar hoger dan in het ZW., op vele plaatsen waren twee horizonten boven elkaar zichtbaar, die enerzijds in het hogere niveau van W. en NW., anderzijds in het lagere niveau van ZW. overgingen. De onderlinge afstand was overal vrijwel dezelfde, circa 7' (2 mm op armlengte afstand van het oog). Voorwerpen die zich tussen de twee niveau's in bevonden, ondergingen eigenaardige vormveranderingen, waardoor allerlei bedriegelijke schijnbeelden ontstonden.’²⁾ Zie fig. 48.

Maar gaandeweg verliest het landschap
Zijn troosteloosheid voor haar ogen;
En ze ziet hoe daar verre aan het golven gaat
Een grote lichte watervlakte.
De struiken en de waterplanten
Omzomen 't overstroomde landschap,
En ze groeien en hullen in schaduw hun top.

Het is een schouwspel fris en hemels,
Een wonderdroombeeld uit het Oosten!
Allengskens in de verte langs 't blauwende meer
Verrijst een stad met hare wallen,
Haar ring van trots versterkte muren,
Haar kerken, daken en fonteinen,
En haar torens die groeien in 't licht van de zon!

De grote schepen en de kleine,
Met hunne ranke blanke zeilen,
Komen binnengevaren; en de wind in zijn spel
Doet lichtjes wappren op de masten
De vlaggen en de kleurenwimpels.

Fr. Mistral, Mireio, X, strofe 15-17.

1) Mejuffrouw Zevenhuizen-Dil; zie Onweders enz. 40, 46, 1919.

2) J. Pinkhof, Hemel en Dampkring 31, 252, 1933; Onweders, enz. 54, 40, 1933.

[p. 54]

35. Vervormingen van de op- en ondergaande Zon en Maan¹⁾ (Plaat VI).

Bij lage zon ziet men soms de merkwaardigste vervormingen: dikwijls zijn de hoeken van het zichtbare segment afgerond, of de schijf schijnt uit twee samengevoegde stukken te bestaan, of men ziet onder de zon een lichtstreep die opstijgt terwijl de zonneschijf daalt; in andere gevallen gaat de zon niet nauwkeurig achter de gezichteinder onder, maar reeds enkele boogminuten hoger. Het schijnt dat deze vervormingen 's avonds afgewisselder zijn dan 's ochtends, wat aan meteorologische faktoren te wijten is (vgl. § 193); op windstille, wolkenloze dagen vormen zich de lagen van verschillende dichtheid het rustigst, zodat de vervormingen van de zonsrand beschouwd kunnen worden als een aanwijzing voor een stabiele toestand van de dampkring en een voorteken van goed weer. Is de zon te fel, dan houde men voor het oog een blaadje stanniol of gewoon papier, waarin een zuiver rond gaatje geprikt is, of gebruike een donker ‘lasglas’. Een toneelkijker is niet nodig, maar vergemakkelijkt de waarneming; men houde een goed donker glaasje voor de ogen (niet voor het objektief!), of gebruike ook hier het speldeprik-diafragma.

Het belangwekkendste gedeelte der verschijnselen begint meestal slechts 10 minuten vóór zonsondergang (of duurt tot 10 min. na zonsopgang). Bemerk tevens de kleurschakeringen der zonneschijf, die aan de zijde van de gezichteinder diep rood is, en waarvan de hogere delen geleidelijk in oranje en geel overgaan. Let ook op grote zonnevlekken die soms aanwezig zijn op de schijf, en die men tot ‘paaltjes’ uitgerekt kan zien.²⁾

Het fotograferen is interessant maar moeilijk; een gewone camera geeft veel te kleine zonnebeeldjes, alleen met een kijker van bv. 75 cm brandpuntafstand en 3 tot 10 cm opening krijgt men bruikbare opnamen, die minder dan 1 sekunde te belichten zijn. Deze belichtingstijd is zo kort, dat meebewegen van de kijker niet nodig is. Gebruik panchromatische platen en raadpleeg nog de litteratuur! (Vgl. Plaat VI.)

1) A.L. Colton, Contrib. Lick Obs., 1, 1895. - A. Riccò, Mem. spettr. ital. 30, 96, 1901. - Prinz, ibid. 31, 36, 1902. - Arctowski, ibid, 31, 190, 1902. - Wegener, Beitr. z. Phys. d. freien Atmosph., 4, 26, 1912. - A. Bracke: Déformations du Soleil (Mons, 1907), met litteratuur. - P.A.S.P. 45, 270, 1933. - Enz.

2) Havinga, Hemel en Dampkring, 19, 161, 1922.

[p. t.o. 54]

PLAAT VI.
De ondergaande zon, vervormd door aardse straalkromming.
(Gefotografeerd met een lens van 1,50 m brandpuntsafstand, 5 cm middellijn, op panchromatische portretfilm, belichtingstijd 1/825 tot ⅕ sec.).
Naar J.F. Chapell, P.A.S.P. 45, 281, 1933.

[p. 55]

De oorzaak dezer optische vervormingen is niets anders dan de gewone luchtspiegeling; en wel onderscheiden we weer de luchtspiegeling naar boven en naar beneden. We krijgen een goede benadering van de werkelijkheid, als we (met Wegener) aannemen dat de lichtstraal die van de Zon komt plotseling geknikt wordt bij een diskontinuïteitslaag.

Fig. 49. Zonsondergang met vervormingen door luchtspiegeling volgens ‘geval 1’.

Geval 1 (fig. 49): op de aarde rust een dunne laag warme

Fig. 50.

lucht PR, op de wijze zoals wij dit aangenomen hebben in fig. 49. We zien dus de Zon in de richting WZ. en tegelijk daaronder het gespiegelde beeld in de richting WP, terwijl de kim daartussen ligt (WR). Bij zonsondergang rijst er uit de schijnbare kim WP een afgeplatte tegenzon op, naarmate de Zon zelf daalt; ze verenigen zich op de plaats waar de echte Zon straks zal verdwijnen (WR). Dan schuiven de twee schijven steeds meer in elkaar, terwijl ‘ballonvormen’ enz. ontstaan.

Geval 2 (fig. 50): nu nemen we aan dat de lucht bij de grond kouder is, terwijl daarboven een warmere laag ABCD ligt (inversie.) Het punt M is het middenpunt der Aarde, waar omheen

[p. 56]

twee cirkelbogen het niveau der zee en dat van de diskontinuïteitslaag weergeven. Stel u voor dat de waarnemer W in steeds vlakker richtingen gaat kijken: in de richting WA bereikt zijn blik de bovenrand van de Zon; in de richting WB ziet hij een iets lager punt, maar zijn blik valt al schuiner op de diskontinuïteitslaag; in de horizontale richting WC ontmoet hij de laag onder een zó grote invalshoek, dat de gezichtsstraal omgebogen wordt en niet meer de Aarde verlaten kan. Staat de waarnemer op een kleine hoogte boven het aardoppervlak, dan zal hij ook

Fig. 50. Zonsondergang met vervormingen door luchtspiegeling volgens ‘geval 2’.

onder een kleine hoek naar beneden kunnen kijken; de invalshoek neemt nu weer af, van de richting WD af en verder is de invalshoek op de diskontinuïteitslaag weer voldoende klein en kan de gezichtsstraal weer ontsnappen. Binnen het gestippelde hoekje om de horizontale richting bereiken den waarnemer dus geen stralen van buiten de Aarde, hij ziet een ‘blinde strook’ van hoogte 2 h. Van alle koorden door W is de horizontale koorde WC diè welke de kleinste hoek maakt met de cirkel. Bewijs: in driehoek MWB is,



, dus



.



; men ziet dat het grootst is voor h = 0. - Bij de grens der totale reflektie is







, wanneer n de brekingsindex der ene laag t.o.v. de andere voorstelt; schrijf nog



, n - 1 = δ, en benader cos h door 1 - ½h², dan komt er:



of ongeveer



, daar n vrijwel 1 is.

Men ziet dat de blinde strook zich evenveel boven als onder de horizon uitstrekt (dubbel teken!). Voor H = 50 meter wordt ϵ = 78, 10^-7; stel δ = 100 . 10^-7, dan wordt h = ± 0,021 radialen = ± 7'; de blinde strook is 14' hoog.

[p. 57]

Eigenlijk zouden we nog moeten rekening houden met de gewone aardse straalkromming, maar het was ons alleen om de hoofdtrekken van het verschijnsel te doen.

Men begrijpt nu dat bij zulk een struktuur van de dampkring

Fig. 51. Vervorming van de zon bij aanwezigheid van verscheiden diskontinuiteitslagen.

de Zon reeds boven de eigenlijke gezichteinder moet ondergaan, nml. zodra ze de blinde strook bereikt. Bevindt zich de waarnemer op een heuveltje, of op het dak van een schip, dan zal hij waarschijnlijk de onderrand van de Zon van achter de blinde strook te voorschijn zien komen. Natuurlijk worden de beelden vervormd, nml. in vertikale richting samengedrukt boven de blinde strook, uitgerekt eronder.

Fig. 52. Meervoudige Maansikkels.
Naar Onweders. enz. 21, 51, 1900 en naar Reimann, Met. Zs. 4, 144, 1887.

In sommige gevallen vertoont het zonsbeeld verscheiden trapjes: die wijzen blijkbaar op de aanwezigheid van meer dan één diskontinuïteitslaag (fig. 51). Soms snoert zich een dergelijke bocht nog dieper in, tot een strookje zich van de bovenkant der Zon losmaakt, even blijft hangen, samentrekt en verdwijnt, dikwijls met prachtige groene straal-verschijnselen; daarna kan zich weer een volgend strookje afsnoeren, enz. (fig. 58).

Dergelijke vervormingen als aan de Zon vindt men ook bij de Maan; aan de smalle Maansikkel zijn ze bijzonder duidelijk waar te nemen (fig. 52).

[p. 58]

36. De groene straal.¹⁾

Hebt gij ooit de Zon zien ondergaan aan de horizon van de zee? - Ja zeker! - Hebt gij haar gevolgd, tot de bovenrand van haar schijf de gezichteinder net raakte en ging verdwijnen? - Zeer waarschijnlijk wel. - Maar hebt ge 't verschijnsel opgemerkt dat ontstaat op het ogenblik van de laatste zonnestraal, wanneer de lucht vrij van nevels is en volmaakt helder? - Wellicht niet. - Nu, de eerste maal dat de gelegenheid voor deze waarneming terugkomt (zij is zeer zelden), merk dan op dat het geen rode straal is die ge zult zien, maar een groene straal, wondermooi groen, van een groen dat geen schilder op zijn palet kan verkrijgen, een groen waarvan de natuur nergens meer de tint heeft nagebootst, noch in de tintverscheidenheid der planten, noch in de kleur der helderste zeeën! Is er groen in het Paradijs, dan kan het geen ander groen zijn dan dit, het ware groen der hoop!’

Jules Verne, Le Rayon Vert.

Volgens een oude Schotse legende zal degene die de groene straal ziet zich nooit meer ‘in gevoelszaken’ vergissen.

De groene straal is niet zo zelden waar te nemen als men vroeger dacht; op één enkele reis van Indië naar Holland heb ik hem meer dan 10 maal waargenomen. De beste plaats om hem te zien is ongetwijfeld de zee, hetzij men van het dek van een schip of van het strand kijkt. Men kan hem echter ook waarnemen boven land, als de gezichteinder maar ver en scherp genoeg is. En hij komt soms ook voor als de Zon achter een scherp begrensde wolkenbank verdwijnt. Het schijnt, dat bergen en wolken niet hoger dan een graad of drie boven de gezichteinder mogen oprijzen. Er zijn enkele gevallen waarin de groene straal gezien is op verrassend korte afstand: Ricco deelt mee hoe hij zich eens aan de rand der schaduw plaatste van een niet ver verwijderde rots, en door het hoofd iets meer naar de ene of de andere zijde te bewegen de groene straal zo dikwijls als hij wilde kon zien²⁾; Whitnell zag hem aan de rand van een muur op 300 m afstand, en Nijland op een dergelijke wijze³⁾, maar dit zijn grote uitzonderingen!

1) Mulder: The ‘green ray’ or ‘green flash’ (Den Haag, 1922). - Feenstra Kuiper: de Groene Straal (Diss. Utrecht, 1926). - In deze verhandelingen vindt men de zeer omvangrijke litteratuur over het onderwerp samengevat en bewerkt.

2) Mem. Spettr. Ital. 31, 36, 1902.

3) Hemel en Dampkring, 33, 219, 1935.

[p. 59]

Alle waarnemers zijn het er over eens, dat de groene straal het duidelijkste optreedt als de Zon nog zeer helder blijft tot ze ondergaat, terwijl hij bijna onzichtbaar blijft als ze zich sterk rood kleurt.

Meestal helpt het gebruik van een toneel- of veldkijker, nog beter van een verrekijker; men ture echter nooit met de kijker in de Zon, tenzij in de laatste sekunden vóór de ondergang, op straffe van gevaarlijke verblinding! Ook met het ongewapende oog kijke men niet te vroeg in het laatste segment der zonneschijf, maar late zich door een helper waarschuwen, terwijl men zich eerst afwendt.

Het verschijnsel is zeer vluchtig, het duurt niet langer dan een paar sekunden. Door te Zandvoort de helling van de dijk op te rennen, die 6 meter hoog is, kon ik de groene straal 20 sekunden lang waarnemen; soms werd hij iets blauwer, soms iets witter, naarmate ik iets te langzaam of te snel holde. Evenzo moet het soms mogelijk zijn hem van de verschillende dekken van een schip achtereenvolgens te zien. Nijland zag hem verscheiden malen na elkaar tengevolge van de beweging van het schip. In een zeer bijzonder geval van abnormale straalkromming heeft men hem 10 sekunden en langer gezien.¹⁾ De Portugees Gago Continho kon de groene straal onbeperkt lang waarnemen aan het licht van een verre vuurtoren.

Tijdens de Zuidpool-expeditie van Byrd werd hij 35 minuten lang waargenomen, toen de Zon bij het einde van de lange poolnacht voor het eerst opging en zich precies langs de gezichteinder bewoog.

In drie verschillende vormen kan het verschijnsel zich vertonen:

1.	De groene rand, die met een kijker eigenlijk altijd aan de bovenkant van de zonneschijf te onderscheiden is, en die breder wordt naarmate ze naar de gezichteinder daalt; terzelfdertijd kleurt de onderrand zich rood.
2.	Het groene segment (fig. 53). Het laatste segment kleurt zich groen aan de uiteinden, Fig. 53. Het groene segment. en de groene kleur schuift geleidelijk naar het midden van het segment toe. Dit groene segment is met het blote oog zichtbaar, dikwijls gedurende een paar sekunden; met een veldkijker duurt het soms 4 tot 5 sec.

1) Onweders, enz. 48, 81, 1927. - Feenstra Kuiper, t.a.pl.

[p. 60]

3.

De eigenlijke groene straal. (fig. 54) Dit verschijnsel, met het blote oog waarneembaar, Fig. 54. De echte groene straal. De tijden zijn gerekend van het ogenblik van de zonsondergang. Naar D.P. Lagaaij. is uitermate zeldzaam. Het is een groen straaltje of vlammetje, dat juist bij het verdwijnen der Zon uit de gezichteinder opschiet.

Bij alle drie vormen is de kleur zelden geel¹⁾, meest smaragdgroen, soms meer blauw of zelfs violet. Een waarnemer zag de kleur

Fig. 55. Spektrum van de ondergaande zon.

verlopen van groen over blauw naar violet, in de loop van de paar sekunden die het verschijnsel duurde.

Aan de verklaring van de groene straal kan thans geen twijfel meer bestaan. De Zon staat laag, haar witte stralen hebben dus een zeer lange weg door de dampkring af te leggen. Van haar gele en oranje licht wordt een groot gedeelte opgeslorpt door de waterdamp, die in dit spektraalgebied banden heeft; haar violette licht wordt sterk verzwakt door de verstrooiing(vgl.

1) Hemel en Dampkring, 19, 83, 1921. - N. Dijkwel, Hemel en Dampkring, 34, 261, 1936.

[p. 61]

§ 172): er moet dus vooral rood en groen-blauw overblijven, hetgeen ook door rechtstreekse waarneming is aangetoond.¹⁾ (fig. 55). Nu is de dampkring onder dichter dan boven, zodat de lichtstralen op hun lange weg door de lucht

Fig. 56. Het ontstaan van de groene straal.

gekromd worden (vgl. § 29); en die kromming is iets geringer voor rood licht, iets sterker voor de sterker breekbare blauwgroene stralen. Daardoor ziet men nu als 't ware twee elkaar ten dele overdekkende zonneschijven, de blauwgroene iets hoger, de rode iets lager; zo ontstaat de rode rand onder, de groene rand boven. Men begrijpt nu onmiddellijk, dat bij zeer lage Zon de punten van het segment groen zijn, en dat het rood geleidelijk achter de gezichteinder verdwijnt terwijl het groen het gehele overblijvende segment overdekt.

In vele omstandigheden is echter de straalbreking bij de gezichteinder abnormaal sterk, en kan het groene segment duidelijker en langer zichtbaar zijn. Ontstaan er echte luchtspiegelingen, dan kan het zelfs uitgerekt worden tot een soort vlam of straal.

Deze opvatting zou gesteund worden

Fig. 57. Het laatste segment vertoont opwaarts gebogen hoeken. Er is kans op het optreden van de groene straal!

indien het bleek, dat het groene segment en de groene straal ontbreken wanneer de zee warmer is dan de lucht, zodat het dichtheidsverval en de straalkromming bijzonder gering zijn. Daar zijn inderdaad aanwijzingen voor.²⁾

Ook beweert men dat het groene segment bijzonder mooi zichtbaar is, als aan de onderkant de kenmerken der luchtspiegeling aanwezig zijn: geen rechte begrenzing maar opwaarts gebogen hoeken.³⁾

1) Naar Dijkwel, t.a.p. Bij zeer sterke verstrooiing verdwijnt ook het groenblauw: vandaar dat de groene straal onzichtbaar wordt wanneer de zon dieprood is bij het ondergaan.

2) R.W. Wood, Nat. 121, 501, 1928.

3) Nat 111, 13, 1923.

[p. 62]

En als de zonneschijf trapvormig vervormd is door diskontinuïteitslagen, ziet men hoe zich af en toe aan de bovenkant een strookje afsnoert en onder duidelijke groenkleuring verdwijnt - een zeer merkwaardig schouwspel (fig. 58; vgl. fig. 51 § 35)! Ander feit dat voor de grote invloed der abnormale straalbreking pleit: in een bepaald geval kon de groene straal wel

Fig. 58. Het ontstaan van de groene straal bij afsnoering van de bovenste delen der ondergaande zon.

waargenomen worden van op het ene dek van een mailboot, en niet van op het andere; de hoogte van de waarnemer kwam er dus op aan.¹⁾ - Toch zijn er anderzijds goede natuuronderzoekers die volhouden dat de gewone aardse straalbreking al voldoende is.²⁾

Dit dus is het voornaamste probleem betreffende de groene straal dat nog opgelost moet worden: hoe sterk moet de straalbreking zijn om een gegeven graad van het optische verschijnsel te doen ontstaan? Om dit op te lossen zou het voldoende zijn dat iemand aan ons strand op een aantal dagen nauwkeurig bepaalt hoe laat de Zon ondergaat, en terzelfdertijd op groene straalverschijnselen let. Het onderscheid tussen de waargenomen en de berekende tijd is een goede aanwijzing voor de afwijking der straalbreking van de normale waarde (vgl. § 29).

Vroeger heeft men nog wel gedacht dat de groene straal een physiologisch nabeeld zou zijn, complementair van kleur t.o.v. het laatste puntje der rode Zon³⁾ (§ 88). Deze onderstelling wordt afdoende weerlegd door het feit dat de groene straal ook bij zonsopgang waargenomen wordt, al is het dan iets moeilijker, te weten waar men kijken moet om het eerste, ‘straks’ verschijnende licht onmiddellijk waar te kunnen nemen; men zoekt het helderste punt, of behelpt zich met de schemerstralen of met de bundels van Haidinger (§ 191 en 182). Nog een ander argument: de groene straal is alleen te zien, als de afstand van de gezicht-

1) S.W. Visser en J.Th. Verstelle, Hemel en Dampkring, 32, 81, 1934. Deze waarneming verdient herhaald te worden, maar liefst door een zelfde waarnemer, die achtereenvolgens de verschillende dekken bestijgt (vgl. blz. 57).

2) Proc. R. Soc. 126, 311, 1930. Noch Visser en Verstelle, noch Dijkwel vinden duidelijke correlatie tussen groene straal en aardse straalkromming.

3) Thans nog verdedigd door P. Moureau, La Nature, 294, 1929 (met interessante physiologisch-optische proeven).

[p. 63]

einder voldoende groot is; dit zou op het nabeeld geen invloed hebben, maar is natuurlijk van groot belang voor de straalkromming. Met veel moeite is het gelukt de groene straal in kleuren te fotograferen op een autochroomplaat.¹⁾

De groene straal is een enkele maal ook waargenomen aan de Maan en aan Venus. Een waarnemer beschrijft, hoe hij het spiegelbeeld van Venus zag opstijgen, de planeet tegemoet komend, en hoe de kleur ineens van dofrood in groen omsloeg toen ze elkaar ontmoetten.²⁾

Terras op duin, wijd zicht over Noordzee. Water hard blauw, onbewolkt, geen waas, geen damp, kim strak scherp ...
Witte gordijnen toonen licht blauw, alle schaduwen vallen op door bijzonder blauwe kleur.
Zon, groote gepoetst koperen schijf, straalt in goudlichtende lucht, zakt als een vuurkogel in de zee; visscher passeert, vliegt niet in brand. Zon blijft koper, nu bijna weg, een stip, helder blauwgroene vlam als een juweel in gouden omgeving op donkerblauwe zee, groene straal is voorbij.
J.P.F. van der Mieden van Opmeer,
Hemel en Dampkring, 30, 234, 1932.

1) Kerolyr, La Nature, 100, 1931 (II).

2) Waarneming van de groene straal aan Jupiter: zie Hemel en Dampkring, 31, 448, 1933.

37. De groene branding.³⁾

Aan de kust van Sumatra is waargenomen, dat de schuimende golven der branding aan de verre gezichteinder groen leken; dit gold alleen voor de lage golven, de hoge waren gewoon wit. De zee was grauw en er was sterke kimduiking.

Dit verschijnsel lijkt wel identiek met de groene straal: de schitterende lage golven komen overeen met het uiterste randje der ondergaande Zon.

3) S.W. Visser, Hemel en Dampkring, 19, 83, 1921.

38. De rode straal.⁴⁾

Uit de verklaring van de groene straal volgt dat er ook een rode straal moet zijn, die bijvoorbeeld zou moeten optreden als de

4) Nat. 94, 61, 1914. De waarneming van de rode straal als de onderrand der zon net opgaat (boven de Alpen) schijnt mij zo moeilijk, dat ik de mededeling in Ann. soc. mét. France 47, 1899 in twijfel moet trekken.
Een alleraardigste waarneming van de rode straal met een toneelkijkertje, bij het ondergaan van grote zonnevlekken: zie W.M. Lindley, J.B.A.A. 47, 298, 1937.

[p. 64]

Zon achter een zware, scherp begrensde wolkenbank nabij de gezichteinder is gedaald, en haar eerste puntje onder die wolkenbank te voorschijn komt. Dit verschijnsel is inderdaad waargenomen, maar zeer zelden; het schijnt nog korter van duur dan de groene straal te zijn.

Whitnell, die de groene straal aan een opening in een muur op 300 m afstand waarnam, zag bij diezelfde gelegenheid ook de rode straal.

39. Het fonkelen van aardse lichtbronnen.¹⁾

Het verschijnsel van het fonkelen ziet men in zijn sterkste ontwikkeling boven de komforen, zoals men ze in onze steden dikwijls ziet gebruiken om asfalt voor het wegdek te smelten. De verre voorwerpen zijn dan bijna niet te herkennen, ze schijnen te dwarrelen, te golven; het lijkt wel of de lucht ondoorzichtig geworden was! Maar ook als men over een lokomotiefketel kijkt, over een plaatijzeren afdak dat door de zon beschenen wordt, ziet men alles in de verte onregelmatig trillen; een stoppelveld, een zandvlakte door de zon verhit zijn al voldoende om het effekt teweeg te brengen.

Het zijn vooral de heldere, glanzende voorwerpen waaraan men het fonkelverschijnsel duidelijk ziet: berkestammen, witte palen, vlekken witte zandgrond, tuinbollen, koperen kerktorenbollen, of verre ramen waar de Zon in schijnt. 's Zomers of op een zonnige, koude lentedag ziet men de fonkeling van de glimmende spoorrails in de verte: de lijn blijft niet recht, ze kromt in slangelijntjes heen en weer. Legt men het hoofd tegen de grond, dan is de fonkeling veel sterker, men ziet ‘luchtslieren’ die door de wind meegevoerd worden; deze ‘golven’ kunnen hoger dan watergolven zijn. Door een kijkertje ziet men de verre voorwerpen eigenlijk nooit scherp wanneer de zon schijnt (kijk vooral in de richting van de zon af). Een geoefend oog kan 's winters door de trilling der beelden van verre voorwerpen de warme lucht boven de daken der huizen zien opstijgen (Oudemans).

‘Want de lucht door welke wij de sterren zien is voortdurend in roering; zoals men zien kan aan de trillende beweging van schaduwen door hoge torens geworpen, en aan de flikkering der vaste sterren.’ (Newton, Opticks, 3e uitg. blz. 98). - Wie heeft dit wel eens waargenomen?

Al deze verschijnselen zijn te verklaren door de Kromming

1) Met. Zs. 9, 138, 1892.

[p. 65]

der lichtstralen in de warme luchtstroompjes, die als fonteintjes van de verhitte aarde opstijgen; reeds op een of twee meter hoogte hebben ze zich in belangrijke mate met de koude lucht vermengd en zijn de slieren minder geworden. Het is duidelijk dat de fonkeling des te sterker zal zijn, naarmate we over een groter afstand door de onregelmatig warme luchtlaag kijken: lichten die enige kilometer ver verwijderd zijn fonkelen in de avond; naarmate men dichterbij komt wordt de flikkering geleidelijk minder en verdwijnt. - Een automobiel die aan de kant van de weg staat, weerspiegelt de zon in felle lichtschittering: van een afstand van 500 meter is het één en al gefonkel, op 200 meter is het licht al veel rustiger, en als ik nog iets dichterbij ben gefietst, is het fonkelen geheel verdwenen.

Men heeft opgemerkt, dat de delen van de lichtweg die het dichtst bij ons oog zijn ook het meest tot de fonkeling bijdragen. En inderdaad: een brilleglas dat u op dit boek legt vergroot of verkleint de letters niet; hoe dichter het echter bij ons oog gehouden wordt, hoe meer het de beelden wijzigt. Als een dichte wolk gedurende korte tijd de zonnestraling komt onderscheppen, zodat de lichtweg althans in het dichtst bij ons gelegen gedeelte beschaduwd is, ziet men de fonkeling bijna onmiddellijk ophouden; omgekeerd verschijnt zij weer zodra de wolk wegtrekt. De oppervlakte-temperatuur van de grond schijnt dus wel heel snel te volgen als de bestraling verandert.

Merkwaardigerwijze ziet men het fonkelen niet alleen boven zand of aarde of huizen, maar ook boven een wateroppervlak, boven sneeuw, boven het gebladerte van het woud, waarvan we dus wel moeten aannemen dat ze door bestraling temperaturen kunnen krijgen welke sterk van die der lucht afwijken. De rijen straatlantarens langs het strand, in de verte, leveren een wondermooi schouwspel op als men ze gadeslaat van op een schip dat de haven komt binnenvaren, of dat stoomt door het Kanaal, door de Straat van Messina ....

Wie het fonkelen dikwijls op dezelfde plaats kan waarnemen, krijgt weldra een goed denkbeeld van zijn grotere of geringere sterkte. Bij zonnig weer is het altijd veel duidelijker dan bij bewolkte lucht; vóór zonsopgang is het vrij zwak, wordt al vrij gauw na zonsopgang sterk, bereikt een maximum rond middagtijd, en wordt weer veel minder uitgesproken tegen 16 of 17 uur. Op sommige dagen evenwel kan de ontwikkeling een heel andere zijn.

Aardse lichtbronnen vertonen soms kleurverschijnselen bij

[p. 66]

het fonkelen, maar alleen wanneer ze zeer ver verwijderd zijn. In een uitzonderlijk geval zag men reeds duidelijke kleurwisselingen aan lantarens op slechts 5 km afstand.¹⁾

1) Hemel en Dampkring, 30, 130, 1932.

40. Het fonkelen der sterren (= scintillatie).²⁾

Het pinkoogt, of 't een meisken waar'
dat weenen wilt, van verre,
nu zuid, nu noord, nu hier, nu daar,
een' nieuwgeboren sterre.

G. Gezelle, Tijdkrans

(‘Het Zonnelicht is neergedaald’).

Let op het fonkelen van Sirius of een andere heldere ster dicht bij de gezichteinder. 1. Door de kijker bemerkt men kleine veranderingen van plaats. 2. met het ongewapende oog ziet u

Fig. 59. Hoe ongelijkmatigheden in de dampkring de lichtstralen van een ster doen krommen en de fonkeling veroorzaken. Op dit ogenblik ziet de waarnemer de ster naar links verplaatst en versterkt.

veranderingen van helderheid, en 3. veranderingen van kleur.

Onnodig te zeggen dat dit flikkeren geen verschijnsel is dat op de ster zelf gebeurt; zijn verklaring is dezelfde als die van de fonkeling der aardse lichtbronnen. De plaatsveranderingen ontstaan door straalkromming in de slieren warme en koude lucht die altijd naast elkaar in de dampkring voorkomen, vooral ook waar een warme luchtlaag over een koude luchtlaag schuift en luchtgolven met wervelingen gevormd worden. (fig. 59) De veranderingen in helderheid ontstaan, doordat de onregelmatig afwijkende lichtstralen plaatselijk dichter, plaatselijk ijler ver-

2) J. Houtgast, Hemel en Dampkring, 34, 169, 1936. Zie verder de uitvoerige behandeling in Pernter-Exner.

[p. 67]

deeld zijn waar ze de aarde treffen (fig. 59); als dit gehele stelsel door de wind voortbewogen wordt (terwijl het zich ondertussen nog voortdurend wijzigt), bevindt zich dus de waarnemer nu eens in een gebied van grotere, dan eens in een gebied van kleinere helderheid. De kleurveranderingen zijn te wijten aan de geringe kleurschifting van de gewone aardse straalkromming, waardoor de stralen van de ster een ietwat andere weg doorlopen volgens hun kleur: voor een ster die 10^o boven de horizon staat, berekent men dat de afstand tussen de violette en rode stralen reeds 28 cm is op 2000 m hoogte, 58 cm op 5000 m; de luchtslieren zijn gemiddeld tamelijk klein, het zal dus dikwijls voorkomen dat de violette straal

Fig. 60. Het ontstaan der kleuren bij het fonkelen der sterren.

door een slier gaat en afwijkt, terwijl de rode niet onderschept wordt: de ogenblikken waarop de ster helderder of zwakker wordt door de fonkeling, vallen dus voor de verschillende kleuren niet samen.

De fonkeling is het geringst bij het zenith: bij gemiddeld rustige lucht ziet men daar nu en dan de heldere sterren nog net merkbaar even flikkeren. Naarmate de sterren dichter bij de gezichteinder staan fonkelen ze meer, eenvoudig omdat we dan door een dikkere luchtlaag, dus door meer slieren kijken (fig. 60). Kleurverschijnselen schijnen boven 50^o hoogte nooit op te treden, onder 35^o veelvuldig. Het allerprachtigst fonkelt de heldere ster Sirius, die gedurende de wintermaanden zichtbaar is, en vrij laag staat.

Het fonkelen gaat zo snel, dat wij niet goed kunnen zien wat er eigenlijk gebeurt. Wie echter bijziende is en een lorgnet draagt, kan de fonkeling prachtig bestuderen door zijn lorgnet in de hand te nemen, vóór zijn oog te houden, en het een weinig heen en weer te schommelen in zijn eigen vlak. Het beeld van de ster wordt aldus tot een lichtlijntje uitgetrokken; liefst zet men de beweging om in een cirkelbeweging, die men gemakkelijk regelmatig leert uitvoeren (3 tot 4 rondgangen per sekunde). Tengevolge van het voortduren der gezichtsindrukken (§ 80) ziet men nu langs de cirkelomtrek uitgespreid al de helderheidsen kleurwisselingen die de ster achtereenvolgens vertoont: een prachtig schouwspel als de scintillatie sterk is! Soms komen volmaakt donkere plekken in de lichtband voor: er zijn dus

[p. 68]

ogenblikken waarop we haast geen licht van de ster krijgen. Men kan schatten hoeveel verschillende kleuren op de cirkelomtrek te zien zijn, en daaruit het aantal kleurwisselingen per sekunde berekenen. - Deze waarnemingsmethode berust op het feit, dat een brilleglas vóór ons oog niet alleen als lens werkt, maar ook als een zwak prisma zodra we niet door het centrum kijken.

Andere methodes om het fonkelverschijnsel te ontleden¹⁾: 1. wie een normaal oog heeft, kan een zwak hol brilleglas op de aangegeven wijze gebruiken, maar moet daarbij akkomoderen, alsof de ster dichter bij ons was; 2. kijk door een toneelkijkertje, en geef daar kleine stootjes aan; 3. bekijk de ster in een spiegeltje waaraan u kleine draaiingen geeft; 4. beweeg eenvoudig uw blikrichting over de ster (dit lukt alleen met veel oefening! Vgl. § 82).

Er is een eenvoudige waarneming, waarmee men rechtstreeks een schatting kan krijgen van de afmetingen der luchtslieren.²⁾ Kijk naar een sterk fonkelende ster met gekruiste oogassen, dus richt uw ogen naar een voorwerp op 1,5 m afstand bijvoorbeeld, dat zich ongeveer in de richting van de ster bevindt. U ziet nu niet één, maar twee beeldjes van de ster, en die twee beeldjes scintilleren niet gelijktijdig, omdat de ogen al zover vaneen staan, dat een slier die vóór het éne oog komt nog geen invloed heeft op het andere. Een groot gedeelte der luchtslieren is dus kleiner dan 7 cm, de oogafstand.

Zeer fraai is het scintilleren van het Zevengesternte (de Plejaden), waarvan de sterren zo dicht bijeen zitten, dat men aan de samenhang in het gefonkel het voorbijtrekken der afzonderlijke luchtslieren kan herkennen.

1) Phil. Mag. 13, 301, 1857.

2) R.W. Wood, Physical Optics (blz. 76; New York, 1905). - Voor deze belangwekkende proef is dus geen enkel hulpmiddel nodig, alleen: oefening in het beheersen der ogen!

41. Hoe meet ik het fonkelen der sterren?

1.

Als men niet weet hoe een verschijnsel te meten, kan men altijd beginnen met een willekeurige, qualitatieve schaal ervoor op te stellen: voor een ster die niet fonkelt gebruik ik het cijfer 0; de sterkste fonkeling die ik ooit nabij de gezichteinder heb gezien noem ik 10; daartussen onderscheid ik de overgangen door de andere cijfers. Het is merkwaardig, hoeveel nut dergelijke voorlopige schalen in alle natuurwetenschappen hebben gehad; sneller dan men het verwachten zou, went men aan de betekenis van elk nummer der schaal; en er komt weldra een ogenblik,

[p. 69]

	waarop iemand een middel vindt om de qualitatieve schaal in getalmaat te ijken.
2.	Een andere eenvoudige maatstaf voor de luchtonrust is de hoogte boven de horizon waarop de kleuren verdwijnen; of de hoogte waarop de fonkeling praktisch onmerkbaar wordt.
3.	Het aantal lichtwisselingen per sekunde, bepaald met het draaiende lorgnetglas, geeft eveneens een ruw kenmerk van het karakter der fonkeling (vgl. § 40).

42. Wanneer fonkelen de sterren het sterkst?¹⁾

Het sterke fonkelen bewijst eigenlijk slechts dit: dat de dampkring niet homogeen is, dat ongelijke lagen dooreengeroerd worden. Doordat echter zulk een dampkring meestal bij bepaalde weertoestanden voorkomt, lijkt het alsof het fonkelen het gevolg was van dat bijzondere weer.

Het fonkelen neemt gemiddeld toe bij lage barometerdruk, lage temperatuur, grote vochtigheid, sterke kromming der isobaren, groot drukverval per Km; bij gemiddeld krachtige wind is het sterker dan bij zwakke of zeer krachtige wind. Het is dus duidelijk dat de grotere of geringere rust in de dampkring van zoveel ingewikkelde faktoren afhangt, dat het fonkelen der sterren voorlopig niet gebruikt kan worden voor de weervoorspelling.

Belangwekkend is, dat het fonkelen sterker wordt in de nabijheid van wolken: een bewijs dat daar lagen van verschillende temperatuur naast elkaar voorkomen.

Men beweert dat het ook toeneemt in de schemering, wat òf een physiologische gezichtsbegoocheling moet zijn, òf het gevolg van de bijzondere atmosferische toestanden omstreeks dat uur. Zelfs wordt gezegd dat Noorderlicht het fonkelen bevordert, maar dat is moeilijk te begrijpen, aangezien het noorderlicht zich zó hoog in de dampkring vormt (100 km!).

Het fonkelen is het sterkst aan de noordkant van de hemel, wat door iets ingewikkelder beschouwingen begrijpelijk gemaakt kan worden.

1) Dufour, Phil. Mag. 19, 216, 1860. - Arch. sc. phys. nat. 29, 545, 1893. - Bigourdan, C.R. 160, 579 en verder, 1915. - J.N. Dörr, Met. Zs. 32, 153, 1915. - En vele anderen.

43. Het fonkelen der planeten.

Planeten fonkelen veel minder dan sterren. Dit lijkt zo verwonderlijk, omdat zij er overigens voor het ongewapende oog net

[p. 70]

eender uitzien. De oorzaak van het verschil is daarin gelegen, dat de sterren ons een schijfje vertonen dat tengevolge van de ontzaglijke afstand zelfs voor de sterkste kijkers puntvormig schijnt (ten hoogste 0",05), terwijl de planeten een schijnbare middellijn vertonen van 10" tot 68" (Venus), 31" tot 51" (Jupiter). Door een vlakje AB op grote hoogte in de dampkring gaat dus in 't geval van de planeten een kegeltje van lichtstralen, waarvan sommige ons oog treffen; een luchtslier die, naar we weten, slechts een afwijking van enkele boogsekunden aan de lichtstralen geeft, zal dus voor gevolg hebben dat de stralen die eerst ons oog troffen nu vervangen worden door andere stralen van dezelfde kegel, hetgeen niets aan de intensiteit verandert. Alleen in 't geval van een bundel, die ons oog net niet bereikte, en die er nu wellicht in valt, bemerken we een helderheidsverandering; maar het resultaat daarvan zal gering zijn, omdat er veel slieren zijn, en dat sommige de stralen naar ons oog toe buigen, andere van ons oog af. In 't geval van Jupiter bijvoorbeeld, op 30^o boven de gezichteinder, heeft de bundel van ons oog naar de planeet op 2000 m al een doorsnee van 60 tot 100 cm.

We begrijpen nu, dat de fonkeling der planeten merkbaar zal worden zodra de richtingverandering die de stralen ondergaan van dezelfde orde is als de schijnbare middellijn der planeet.

Vandaar dat de fonkeling van Venus en Mercurius, die op bepaalde tijden als vrij smalle sikkels worden gezien, soms zeer merkbaar worden kan, ja, zelfs met kleurwisselingen gepaard gaat als Venus vlak bij de kim staat. Op dagen van sterke luchtonrust en als de planeten laag staan, kan men haast altijd enkele intensiteitswisselingen waarnemen.

Zo geeft ons dus de scintillatie een schatting van de grootte van lichtpuntjes, waaraan we met ons ongewapend oog geen spoor van een schijfje meer kunnen waarnemen! Men heeft zelfs beweerd, op die wijze de middellijn der vaste sterren te kunnen schatten, maar dit schijnt voorlopig nog te optimistisch.¹⁾

1) Het is niet goed begrijpelijk, waarom rode sterren meer fonkelen dan witte (Arc. sc. phys. nat. 29, 545, 1893).

44. Schaduwbanden.²⁾

Het fonkelen der sterren ontstaat dus door de onregelmatige dichtheidsschommelingen in de luchtoceaan, over wiens bodem

2) Cl. Rozet, C.R. 142, 913, 1906; 146, 325, 1906.

[p. 71]

wij aardbewoners ons voortbewegen. Het is eigenlijk hetzelfde verschijnsel als het plaatselijk verzamelen en uitspreiden van de zonnestralen door zacht golvend water (§ 23): de vissen zien de zon fonkelen zoals wij de sterren (fig. 30). Er is slechts het verschil, dat de schommelingen in dikte der waterlaag vervangen zijn door schommelingen in dichtheid van de lucht; deze laatste zijn zoveel minder werkzaam, dat we de fonkeling alleen bij de allerscherpste puntvormige lichtbronnen kunnen waarnemen.

Zoals we de lichtverzamelingen in helder water hebben vertoond, kunnen we nu ook de luchtslieren rechtstreeks zichtbaar maken!

's Nachts, in een kamer die goed donker is, en waarvan slechts een klein raam wordt opengezet door hetwelk het licht van Venus binnenvalt, kan men op een effen muur of op een blad wit karton ijle wolkerigheden zien voorbijtrekken: ‘schaduwbanden’. Het verschijnsel is alleen duidelijk wanneer de planeet laag bij de gezichteinder staat; telkens als ze even helderder opflikkert, ziet men op het scherm een helderder band voorbijtrekken, en omgekeerd past een helderheidsafneming bij een donkerder band (vgl. fig. 59). Wat de ene waarneming ons ‘subjektief’ laat zien, vertoont de andere ‘objektief’. Deze luchtslieren hebben geen vaste voorkeursrichting, ze bewegen mee met de wind die toevallig heerst in de luchtlaag waar ze ontstaan.

Jupiter, Mars, Sirius, Betelgeuze, Procyon, Capella, Wega, Arcturus kunnen eveneens tot dergelijke waarnemingen aanleiding geven, zij het ook moeilijker wegens de geringere lichtsterkte. Veel mooier ziet men de luchtslieren, als toevallig een ver verwijderd zoeklicht een muur verlicht bij de plaats waar men zich bevindt; de afstand moet bv. 25 Km zijn.¹⁾

Merkwaardig zijn de schaduwbanden die bij een volledige zonsverduistering kort vóór en kort na de totaliteit te zien zijn op een witte muur of op een uitgespreid wit laken.²⁾ Ze doen denken aan de plooien van een reusachtig gordijn. Het zijn ook luchtslieren die we nu zien, maar zichtbaar gemaakt in het licht ener lijnvormige lichtbron: de laatste sikkel der nog niet geheel verduisterde Zon. De verschijnselen worden daardoor iets ingewikkelder dan bij een puntvormige lichtbron, ieder punt wordt tot een boogje uitgetrokken (§ 1 en 3), en de wolkerige

1) Nat. 37, 224, 1888.

2) S.A. Mitchell, Handb. der Astrophysik, IV, 353, 1929.

[p. 72]

slieren schijnen nu te bestaan uit banden, alle evenwijdig aan het zonnesikkeltje (in zijn helderste punt). De wind doet die banden bewegen, maar we zien alleen de komponente loodrecht op hun eigen richting. Soms duurt het verschijnsel maar enkele sekunden, meestal wel een minuut of meer. De afstanden der banden geven ons een denkbeeld van de gemiddelde grootte der luchtslieren: men vindt meestal 10-40 cm opgegeven.

Om deze schaduwbanden te zien, behoeven we niet te wachten op de zó zeldzame volledige zonsverduisteringen. Bij zonsopof ondergang zijn dergelijke waarnemingen te doen, gedurende de korte ogenblikken dat slechts een smal segmentje van de Zon boven de gezichteinder uitsteekt. In dit geval zijn de banden horizontaal, en bewegen naar boven of naar beneden volgens de windrichting. Hun snelheid is 1-8 m sec. volgens de windsterkte, hun tussenruimten bedragen 3-20 cm. Meestal zijn ze slechts zichtbaar gedurende 3 tot 4 sekunden, omdat weldra de zonnesikkel te breed wordt.