Füüsika

Mis on miraažid?


Kõrbe keskel palmipuudega ümbritsetud järv. Seda nimetatakse oaasiks. Või õigemini, see oleks oaas, kui see poleks ainult miraaž. Nii juhtub multifilmides alati nii: väsinud ja janu reisija tormab selle troopilise oaasi poole ja alles siis, kui ta sukelduma hakkab, kaob järv koos kõigi palmidega.

Tõsi, selline miraaž on lihtsalt väljamõeldis, kuid miraaže on siiski olemas ja see võib selle välja nägema nagu poleks vett. Vastupidiselt levinud arvamusele pole miraažid tugeva kuumuse põhjustatud hallutsinatsioonid. Need on tõeline optiline nähtus, mis ilmneb atmosfääris ja mida saab isegi pildistada.

Samuti ei pea miraaži nägemiseks kõrbes olema. Neid juhtub üsna sageli, näiteks suurtel maanteedel kuumadel päevadel. Eemalt näete sõiduki pilti, mis näib peegelduvat tee asfaldis, jättes selge mulje, et asfalt on märg ja sõidukit peegeldab puder. Kuid lähemale jõudes märkate, et maantee on täiesti kuiv.

Valguse hälve

Mõiste miraaž pärineb prantsuse väljendist. vaata ise see tähendab vaata ennast, vaata ennast peeglist. Miraažid moodustuvad murdumisfüüsikute kutsutud nähtusest - see pole midagi muud kui valguskiirte kõrvalekalle.

Noh, aga selleks, et mõista, miks valguse kõrvalekalle moodustab miraaže, peate kõigepealt mõistma, milline on meie nägemus. Me näeme ainult seda, miks objektid valgust peegeldavad või kiirgavad. Just see valgus, mis jõuab meie silmadesse, saadetakse ajule elektriliste signaalide abil. Signaale tõlgendades kujundab aju objekte ja nii me asju näeme.

Probleem (kui võime seda probleemiks pidada) on see, et meie aju mõistab, et valguskiired levivad alati sirgjooneliselt. See oleks isegi tõsi, kui kiired ei tee kunagi mööda teed. Kui välk lööb läbi erineva tihedusega meediumite, nagu vesi õhk, jahedamast soojema õhuni, või läätsede kaudu, võib esineda kerget kallutamist.

Murdumise nähtust saate hõlpsalt jälgida, kui asetate pliiatsi klaasi sisse. Kui jätate selle osaliselt vee alla, märkate, et pliiats näeb välja purustatud, mis pole muidugi tõsi. Teine murdumisjuhtum on kalur, kes näeb meres kala ja näeb seda pinnale lähemal kui see on. Nendes kahes näites näeme objekte teistsuguses positsioonis kui nad tegelikult on. Selle põhjuseks on asjaolu, et me ei näe kerget painutust; me näeme ainult selle voldi mõju.

Aga nüüd tagasi miraažide juurde! Kas olete märganud, et rannas näete väga päikeselistel päevadel asju, mis on pisut häbematult kaugel? Füüsiline nähtus, mis muudab need pildid raputavaks, on sama, mis miraažide moodustamine kõrbes või teedel.

Intensiivse kuumuse tõttu moodustub maapinna lähedal kiht sooja õhku. Ja see õhk on vähem tihe kui pisut üle selle kihi õhk, külmem. Kuna sooja kiired levivad soojas õhus kiiremini, painduvad nad ülespoole. Kuid nagu meie aju tõlgendab seda valgust sirgjoonelist rada, on see, mida me näeme, kujutis objektist, milleks võib olla näiteks palmipuu, ümberpööratud, justkui peegeldudes tee ääres olevates pudrudes või Järv kõrbes. Vesi on illusoorne, kuid palmipuu ja selle pilt on tõelised. Seda tüüpi miraaži nimetatakse madalamaks miraažiks.

Kummituslaevad

On veel üks selline miraaž, see haruldasem ja palju muljetavaldavam, mida nimetatakse kõrgemateks miraažideks. Erinevalt madalamatest miraažidest tekivad need pöördvõrdelise temperatuurijaotuse teel, see tähendab jahedama õhukihina pinna lähedal ja sellest kõrgema sooja õhukihi kohal. Neid miraaže on ka ümberringi raske näha, kuna need on tüüpilised polaaraladele või väga külma veega.

Kõrgemad miraadid panevad objekti vaatama kaugemale sellest, mis see tegelikult on. Võite näiteks näha õhus hõljuvat paati või see võib tunduda palju kõrgem kui see tegelikult on. Meremiraažide puhul on võimalik moodustada laevade tagurpidi pilte, mis maa kumeruse tõttu pole veel nähtavad. Kuid on võimalik ka horisondi otsene ja peatatud pilt. Võib-olla on siit pärit kummituslaevade legendid.

Guinnessi rekordiraamatus on kirjas kaugeim objekt, mida kunagi on läbi miraaži nähtud. Kuunar Effie M. Morrissey oli Gröönimaa ja Islandi vahel teel 17. juulil 1939, kui kapten Robert Barlett märkas Islandil Snaefells Jökulli liustikku, mis pidi asuma 536–560 km kaugusel. Nähtav vahemaa oli siiski vaid 40–50 km. Kui mitte miraaži jaoks, ei saanud liustikku näha kaugemal kui 150 km. Nüüd on teada, et mitmed avastatud liustikud olid tegelikult miraažid. Hämmastav, ei?

Kõigil selge taeva päeval näete kõrgemate miraažidega sarnast optilist nähtust. Kuna Maa atmosfäär ei ole homogeenne keskkond - mida suurem on kõrgus, seda õhem on õhk -, väheneb atmosfääri tihedus pinnalt ruumi. See asjaolu põhjustab tähelt tuleva valguse atmosfääri mitte sirgjoonelise trajektoori läbimise.

Järelikult näeme päikest vaadates mitte selle tegelikus asendis, vaid kõrgemal kui see tegelikult on. Seetõttu võib päikest näha pärast loojangut ja enne päikesetõusu isegi horisondi all. Samuti, kui päike või kuu on silmapiirile väga lähedal, painduvad alumises servas olevad valguskiired järsemalt kui ülaservast, mistõttu need näevad elliptilised.

Allikas: Invivo, Science.


Video: 12EEK MONKEY - 4 - HD209458b (September 2021).