Мираж - это оптическая иллюзия, создаваемая при преломлении (изгибе) лучей света при прохождении их через смежные слои воздуха различной температуры.
Например, предположим, вы находитесь в пустыне, где солнце согрело песок, и этот теплый песок нагрел слой воздуха непосредственно над ним. Над этим тонким горячим слоем будут лежать более холодные слои воздуха.
Поскольку горячий воздух менее плотен, чем холодный, свет движется быстрее через горячий воздух, чем через холодный. Изменение скорости света при его прохождении через границу между воздушными слоями различной плотности вызывает изгиб света.
Представьте, что вы стоите на песчаной дюне где-то в пустыне. Группа пальм находится на дюне в нескольких сотнях метров от вас. Между этой дюной и дюной, на которой вы стоите, лежит слой горячего воздуха.
Вы увидите две группы пальм, хотя на самом деле их только одна. Один вид группы будет исходить от света, идущего по прямой воздушной трассе.
Под первым изображением появится второе изображение в перевернутом виде. Он будет создан светом, который преломлялся, а затем попадал в ваши глаза.
Этот свет переместился диагонально вниз от пальм в нагретый воздух, покрывающий пустыню, и затем был преломлен вверх, встречая ваши глаза снизу, как если бы на полу пустыни лежало зеркало, отражающее перевернутое изображение пальм.
В то же время, свет с неба преломляется горячим мерцающим воздухом, создавая впечатление водяной глади, в которой стоят группы пальм.
Существует много историй о том, как странники в пустыне сходят с ума от такого типа миражей.
Лужи воды, которые мы иногда видим летом на шоссе и других горячих поверхностях, также являются миражами. Они представляют собой свет от участков неба, преломляемых нагретым воздухом над горячей поверхностью.
Юго-западные пустыни Северной Америки славятся своими миражами.
Полярные миражи возникают, когда воздух непосредственно над землей очень холодный и над ней теплый слой. Наблюдатель может видеть изображения смещенных вверх в небо удаленных объектов. В этих миражах часто встречаются двойные изображения.
Например, когда суда или айсберги плавают в спокойном море, они создают зеркальное отражение в воде под ними.
Удалённый наблюдатель часто видит как изображение объекта, так и его отражение в теплых верхних слоях воздуха.
Условия для перевернутого типа миража иногда возникают над Парижем. Тогда кажется, что Эйфелева башня балансирует перевернутое изображение себя.
Миражи не всегда показывают истинную форму объекта.
Изображения могут быть увеличены, сжаты или искажены в зависимости от положения и состава преломляющих слоев воздуха. Пальма может выглядеть как травяное лезвие. Небольшая рыбацкая хижина может выглядеть как огромный дворец.
Иногда можно увидеть мираж объекта, лежащего за углом. Это может произойти, когда рядом с вертикальной поверхностью, такой как ледяная скала, образуется холодный, преломляющий слой воздуха. Поэтому световые лучи преломлением могут изгибаться вокруг основания скалы.
Фата Моргана
Фата моргана - это сложный мираж, который сочетает в себе множество различных типов миражей - вертикальные, инвертированные, увеличенные, уменьшенные и искаженные изображения.
В Мессинском проливе, между Италией и Сицилией, находится знаменитая фатальная моргана.
Для образования фата морганы море должно быть достаточно теплым, нагревать соприкасающийся с ней слой воздуха, а второй слой теплого воздуха должен существовать так, чтобы между двумя слоями теплого воздуха был зажат прохладный слой воздуха.
Холодный средний слой создает двойной мираж и действует как цилиндрическая линза, увеличивающая вертикальные размеры, так что отдаленные объекты могут выглядеть как башни или шипы.
Фата моргане обычно предшествует странное облако в небе.
Когда воздух над Мессинским проливом горячий, а вода спокойная, такое облако мерцает с изображением прекрасного портового города.
Скоро может появиться второй город, сложенный на вершине первого, а потом и третий, со сверкающими башнями и дворцами.
Иногда кажется, что дома лежат под водой. Людей можно увидеть прогуливающимися по улицам в белоснежных одеждах.
Никто не знает, откуда взялись изображения фата морганы в Мессинском проливе. Некоторые считают, что мираж - это преломленный образ сицилийской гавани Мессины.
Другие говорят, что мираж на самом деле представляет собой полоску береговой линии, деревья и камни которой были увеличены и искажены, что указывает на дворцы и башни.
Некоторые думают, что красивый город в мираже - это преломленный образ непонятной итальянской рыбацкой деревушки.
Термин "фата моргана" иногда используется для обозначения любого миража.
Миражи в истории
Американский исследователь Рой Чепмен Эндрюс однажды увидел странных животных, похожих на огромных лебедей, бродящих в озере в пустыне Гоби.
С расстояния в несколько сотен метров они казались гигантскими существами, которые ходили на ногах длиной почти 15 футов.
По мере приближения Эндрюса к озеру, его жители меняли форму. Пухлые гигантские лебеди стали стройными антилопами, мирно пасущимися на редкой пустынной растительности.
Слой горячего воздуха производил впечатление воды, а неровности слоя гротескно искажали изображения тел антилоп.
Армия Наполеона столкнулась с миражем в Египте в 1798 году.
Столкнувшись с перевернутыми пейзажами, травяными лезвиями, в которые превратились пальмы, войска Наполеона, как говорят, упали на колени и молились о спасении от надвигающегося конца света.
Французский математик Гаспар Монж был членом экспедиции Наполеона. Он нашёл научное объяснение миражей.
Во время англо-турецких сражений Первой мировой войны мираж заставил английскую артиллерию прекратить огонь.
Мираж предстал перед глазами артиллеристов и полностью замаскировал позицию противника. В рапорте британского командира по поводу обстрела сказано: "Бои пришлось временно приостановить из-за миража".
Недалеко от североамериканского побережья во время Первой мировой войны немецкий командир подводной лодки посмотрел в перископ и увидел, как над ним висят небоскребы Нью-Йорка. Город выглядел так, будто вот-вот рухнет вверх тормашками в воду. Говорят, что озадаченный подводник спешно отступил в море.
В 1912 году во время Южно-Полярной экспедиции командира Роберта Сокола Скотта, возвращающегося на берег с внутреннего похода, люди увидели в небе корабль поддержки "Терра-Нова", висящий в двойной форме.
Было инвертировано изображение парусника с вертикальным изображением над ним, и дым дрейфовал в противоположных направлениях от соответствующих печных дымоходов. Хотя сам корабль был спрятан на пересекающихся холмах, его мираж показал, все что было на борту.
Земля Крокеров
Американский полярный исследователь Роберт Пири однажды сообщил о существовании незамеченного арктического горного хребта, который он назвал Землей Крокера.
Многие исследователи отправились в Арктику в поисках этих гор, но так и не нашли их.
Наконец, Американский музей естественной истории в Нью-Йорке пожертвовал 300 000 долл. США на проведение научной экспедиции в этом районе.
Дональд МакМиллан возглавил эту экспедицию в 1913 году.
Там, где Пири видел горы, экспедиция МакМиллана обнаружила только ледяную пустоту. Где, по словам Пири, были глубокие и широкие каналы, льды угрожали кораблю МакМиллана.
В конце концов, Крокер-Лэнд появился, но это было в 200 милях к западу от того места, где Пири сообщил об этом.
МакМиллан проплыл как можно дальше по льдинам в сторону Земли Крокеров.
Затем он бросил якорь и отправился пешком по льду. Однако, когда он и его команда попытались приблизиться к горам, горы отступали. Когда они стояли неподвижно, горы тоже оставались неподвижными.
В конце концов, экспедиция достигла долины, огороженной горами с трех сторон. Когда солнце ушло за горизонт, окружающие вершины и предгорья исчезли.
Люди оказались на огромном ровном льду, который окружал их во всех направлениях.