I eldgamle tider inspirerte mirages frykt og slo reisende av veien. Nå er alle varianter av disse optiske fenomenene grundig studert. RIA Novosti forteller hvordan mirages oppstår i atmosfæren, rommet og laboratoriet.
Ordet "mirage" kommer fra det franske verbet se mirer - for å reflektere. Det er en feil her, siden et speilbilde ikke er assosiert med refleksjon, men med refraksjon, refraksjon. I henhold til prinsippet som ble formulert av den franske matematikeren Pierre Fermat tilbake på 1600-tallet, ser en lysstråle alltid etter den korteste veien. Han sikksekker glasslinsen for å krysse den på det smaleste punktet.
Det samme prinsippet fungerer i atmosfæren - også en slags linse. Vi som observatører er inne i det. I kald, tett luft beveger lyset seg saktere, så husk å pakke det opp i varmere lag for å forkorte stien. Resultatet er mirages.
På en varm sommerdag kan du ofte se "sølepytter" og "innsjøer" på bakken eller på veien. Dette skyldes ujevn oppvarming av luften: den er varm på overflaten og kaldere med høyden. Fysikere kaller dette gradvise temperaturfallet en gradient. Sollys, som bryter opp ved grensen til lagene, beveger seg langs en parabola. Våre øyne oppfatter det og sender informasjon om objektet til hjernen, som av vane mener at lyset kom i en rett linje og plasserer objektet under horisonten. Denne typen speilinger som dannes under et reelt objekt kalles den nedre. "Vannet" vi ser på veien er bare lys eller et stykke av himmelen brytes av en atmosfærisk linse.
Et underordnet speilbilde, eller et omvendt bilde, under en reell gjenstand, dannes hvis overflatelaget av luft er veldig varmt. / CC BY-SA 4.0 / DensityDesign Integrated Course Final Synthesis Studio.
Vanligvis gir den underordnede speilingen et omvendt bilde av et ekte objekt, men noen ganger blir mer komplekse effekter observert. For eksempel den forsvunne horisonten, når det ser ut til at en bygning eller en person svever over landet eller havet uten støtte. Faktisk går en person langs en sandbank som er ute av syne.
Den underordnede speilingen kompletterte dampen med sitt eget inverterte bilde / CC0 / Didgeman.
Salgsfremmende video:
Kongelige illusjoner
Hvis lufttemperaturgradienten er konstant, skifter speilingen ganske enkelt i forhold til den virkelige gjenstanden. Men dette skjer sjelden i atmosfæren. Oftere er oppvarmingen ujevn, og speilingen øker, forvrenger "kilden".
Når luften nær overflaten er kaldere enn den omgivende atmosfæren, vises bildet over det virkelige objektet. Dette er den overlegne speilingen. Noen ganger vises det i form av vakre slott, fjellkjeder, skoger. Historien kjenner mange slike mirages. De forbløffet til og med erfarne reisende. Polfarer Robert Peary, som forsøkte å erobre Nordpolen, observerte fjelltopper på en av øyene i det kanadiske arktiske området i 1906. Han kalte dem Crocker land. Påfølgende ekspedisjoner beviste at den ikke eksisterer. Det var et speilbilde.
Dette er resultatet av en kombinasjon av ujevn lufttemperaturgradient, turbulens, astigmatisme av en atmosfærisk linse (når dens overflate oppfattes av øyet ikke er sfærisk, men ellipsoidal). Mirasjen strekker seg i høyden, skaffer seg topper, tårn. Bildet mister all likhet med et ekte objekt, som bare er en ørken eller et isfelt. Dette fenomenet fikk navnet Fata Morgana - til ære for søsteren til den legendariske kong Arthur, kjent for sin evne til å bygge slott i luften.
Noen ganger dukker fantastiske byer opp fra tåken og forsvinner igjen i den. Dette er fata bromose, et veldig sjeldent fenomen. På grunn av den kraftig buede gradientprofilen tredobler, lyser eller mørkner bildet mot bakgrunnen til det omkringliggende virkelige bildet.
Fata morgana skaper illusjonen av en vannvegg som stiger opp fra horisonten / NOAO / AURA / NSF / Mila Zinkova.
Mirage i verdensrommet
Solens speilinger ved solnedgang er veldig effektive. Hvis armaturen smelter sammen med det omvendte bildet og danner en "etruskisk vase", er dette et vanlig lavere speilbilde. Når bunnen av disken ser ut som om den er blitt kuttet i biter, er den et øvre speilbilde som genereres av den varme luften over det kaldere overflatelaget. Grønne blinker over den spredte solskiven i horisonten er også forårsaket av øvre speil. For å se dem, må du være over et varmt lag, for eksempel på en fjellkyst.
Mirages er skapt av et annet astronomisk objekt - kvasarer. Dette er gigantiske kilder til elektromagnetisk stråling av forskjellige typer, som ligger milliarder av lysår fra oss. Hvis en massiv galakse befinner seg mellom kvasaren og jorden på grunn av tyngdekraften, bryter den lyset som kommer fra den, som en linse. Som et resultat dannes fire bilder av kvasaren. Astronomer kaller dem kløverblader.
Alle fire speilinger viser gjenstanden i forskjellige stadier av tilværelsen, siden lyset fra dem har tilbakelagt forskjellige avstander. Takket være disse optiske effektene er fysikere mer nøyaktige med å beregne Hubble-konstanten assosiert med universets utvidelse.
Einsteins kors - fire speilinger av en kvasar dannet av en gravitasjonslinse / NOAO / AURA / NSF / J Rhoads (ASU) et al.
Bak et speilbilde til laboratoriet
Fysikere kan forklare alle nyansene ved mirages og til og med reprodusere dem på laboratoriet. Det enkleste eksperimentet blir utført på skolen i optikkundervisning. Sirup med forskjellige konsentrasjoner helles i en krukke i lag og de ser på gjenstandene. På grunn av lysbrytning blir de gjentatte ganger forvrengt og fordrevet.
En mer kompleks effekt ble observert av amerikanske fysikere som eksperimenterte med en laserstråle som passerte gjennom en celle med superkritisk karbondioksidvæske. De kunne ikke forstå på noen måte hvor strålen gikk, som mediet måtte være gjennomsiktig for. Det viste seg at temperaturgradienten i væsken bryte den og forskjøvet bildet nedover.
Mirage hjalp forskere med å lage en modell av usynlighetskappen - fra et lag med karbon nanorør. Evnen til å øyeblikkelig varme opp og avkjøle gjør det til en flott bytte. Da laget ble "slått på", det vil si at en strøm ble ført, den varmet opp luften rundt det, og gjenstanden som ligger bak det forsvant for observatøren på grunn av lysbrytning.
En fullmåne forvrengt av Mirage / NOAO / AURA / NSF / Jean-Marc Audrin.
Tatiana Pichugina
