четверг, 28 марта 2024

Сотканы из света и воображения. Ученые объяснили все загадки миражей



Сотканы из света и воображения. Ученые объяснили все загадки миражей

21 Июня 2018

МОСКВА, 21 июня , Татьяна Пичугина. В стари миражи внушали страх, снимали с дороги путешественников. Сейчас все разновидности этих оптических действ досконально изучены. рассказывает, как возникают миражи в атмосфере, космосе и лаборатории.

Слово мираж происходит от французского глагола se mirer отражаться. Здесь кроется ошибка, поскольку мираж связан не с отражением, а с рефракцией, преломлением. По принципу, сформулированному французским математиком Пьером Ферма еще в XVII веке, луч света всегда ищет кратчайший путь. В стеклянной лупе он сделает зигзаг, чтобы пересечь ее по самому узкому участку.

Тот же принцип действует и в атмосфере тоже своего рода линзе. Мы, как наблюдатели, находимся внутри нее. В холодном плотном воздухе свет движется копотче, поэтому обязательно завернет в слои потеплее, чтобы понизить путь. В результате наступают миражи.

В южный летний день нередко можно видеть на земле или дороге лужи и озера. Это из-за неравномерного прогрева воздуха: у поверхности он горячий, а с высотой все холоднее. Физики называют такой постепенный скачок температуры градиентом. Солнечный свет, преломляясь на границе пленков, движется по параболе. Наши глаза его воспринимают и отправляют информацию об объекте в мозг, который по привычке считает, что свет пришел по прямой, и помещает объект ниже линии горизонта. Такой тип миража, созревающий под реальным объектом, называют нижним. Видимая нами вода на дороге всего лишь свет или кусочек неба, преломленный атмосферной линзой.

Обычно нижний мираж дает перевернутое изображение вещественного объекта, но порой замечаются более сложные эффекты. Например, исчезнувший горизонт, в тот самый день, когда кажется, что здание или человек парит над землей или морем без опоры. На самом деле человек идет по отмели, которая находится вне пределов видимости.


CC0 / Didgeman / Нижний мираж дополнил чет собственным перевернутым изображением
Королевские иллюзии

Если градиент температуры воздуха постоянный, то мираж просто смещается относительно реального объекта. Но так в атмосфере бывает редко. Гораздо чаще прогрев неравномерный, и мираж увеличивает, обезображивает исходник.

Когда приповерхностный слой воздуха холоднее окружающей атмосферы, изображение наступает выше реального объекта. Это верхний мираж. Иногда он предстает в виде прекрасных дворцовый, горных хребтов, ельников. История знает много подобных миражей. Они сбивали с толку даже бывалых путешественников. Полярник Роберт Пири, стремясь покорить Северный полюс, созерцал в 1906 году на одном из островов Канадской Арктики высокие вершины. Он назвал их землей Крокера. Последующие экспедиции доказали, что ее не существует. Это был мираж.

Таков результат сочетания неравномерного градиента температуры воздушные потока, турбулентности, астигматизма атмосферической линзы (когда ее поверхность, воспринимаемая глазом, не сферическая, а эллипсоидная). Мираж растягивается по высоте, приобретает вершины, башенки. Изображение теряет всякое соответствие с реальным объектом, который представляет собой лишь пустыню или ледяное поле. Это действо получило название фата-моргана в честь сестры легендарного монарха Артура, славившейся умением разрабатывать воздушные замки.

Иногда сказочные города проступают из тумана и опять в нем исчезают. Это фата-бромоза, очень редкий феномен. Из-за резко искривленного профиля вектора изображение утраивается, светлеет или темнеет на фоне окружающей вещественной картины.


Мираж в космосе

Очень эффектны миражи Солнца на закате. Если тело сливается со своим перевернутым изображением, образуя этрусскую вазу, то это обычный нижний мираж. Когда нижняя часть блина выглядит словно порезанной на части это верхний мираж, порожденный теплым воздухом над более холодным приземным слоем. Зеленые всполохи над расплывшимся по горизонту солнечным диском также порождённым верхним миражом. Чтобы их увидеть, надо находиться выше теплого слоя, например на гористом берегу.

Миражи создает еще один астрономический объект квазары. Это гигантские источники электрического излучения разного типа, находящиеся в миллиардах световых лет от нас. Если между квазаром и Землей расположена массивная галактика, за счет гравитации она, словно линза, преломляет идущий от него свет. В результате образуются четыре изображения квазара. Астрономы называют их лепестками клевера.

Все четыре миража демонстрируют объект на разных этапах существования, поскольку свет от них прошел разное расстояние. Благодаря этим оптическим эффектам физики точнее вычисляют постоянную Хаббла, скоординированную с расширением Вселенной.


За миражом в лабораторию

Физики могут объяснить все нюансы миражей и даже воспроизвести их в лаборатории. Простейший эксперимент проводят в школе на уроках оптики. В банку наливают слоями раствор разной концентрации и смотрят на объекты. Из-за преломления света они многократно искажаются и смещаются.

Более сложный эффект наблюдали американские физики, экспериментируя с лучом лазера, проходящим сквозь ячейку со сверхкритическим флюидом диоксида углерода. Они никак не могли понять, куда девается луч, для которого среда должна быть прозрачна. Оказалось, что температурный вектор во флюиде его преломлял, смещая изображение вниз.

Мираж помог ученым создать модель плаща-невидимки из слоя углеродных нанотрубок. Способность мгновенно нагреваться и охлаждаться делает из него прекрасный коммутатор. Когда слой включали, то есть пропускали ток, он нагревал воздух вокруг себя, и расположенный за ним объект исчезал для наблюдателя из-за преломления света.


Фото : NOAO/AURA/NSF/Jean-Marc AudrinПолнолуние, искаженное миражом

Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Программа социальной газификации будет расширена




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Путин заявил, что у России нет недружественных стран

ТОРЖОК (Тверская область), 27 марта У России нет недружественных стран, есть недружественные накипи этих стран, заявил президент РФ Владимир Путин. Президент РФ прикинул, что в европейской культуре есть много хорошего, однако в современной жизни этих стран присутствует и много проблем. Он добавил, … Прочитать