Почему трубочка так странно отражается в стакане с водой - это загадка, которой я задавалась в детстве каждый раз, когда наблюдала это явление. Что ещё интереснее, оно связано с миражами.
Разгадка случая со стаканом
Всё дело в преломлении света.
Когда свет проходит через прозрачный материал, он замедляется. Мы знаем, что скорость света - это предел, который ничто кроме света не может достигнуть. Но это непостоянная величина.
В идеальном вакууме скорость света постоянна. Но когда луч проходи через стекло, воду или другую прозрачную материю, он замедляется. дело в том, что вода, стекло и другие прозрачные материалы в отличие от вакуума состоят из атомов. Свету приходится протискиваться сквозь эти атомы, что замедляет его движение.
Это как скорость кондукторши, передвигающейся по пустому автобусу одна, а при протискивании через пассажиров - другая.
Показатель преломления
Показатель преломления - это отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. В любой среде скорость света будет меньше, чем скорость света в вакууме, поэтому показатель преломления всегда больше 1.
Для воздуха показатель преломления составляет 1.0003, для бриллианта 2.4 . Как вы поняли, чем плотнее среда, тем сильнее она отклоняет луч света, тем больше показатель преломления.
Так откуда берутся миражи
Конечно же миражи связаны с эффектом преломления.
Я пишу эту статью летом, в очень жаркий период. Температура в северном Питере на прошлой неделе превышала +30 градусов. Уверена, многие жители Питера наблюдали эффект "плавления" дороги: кажется, что от жары плавится асфальт. На самом деле это не так. Это мираж.
Дело в том, что воздух, нагретый над дорогой, имеет более низкую плотность, а значит, более низкий показатель преломления, чем воздух выше. Поэтому свет от более отдалённых участков дороги преломляется в нагретом воздухе, и нам кажется, что дорога плавится.
Тот же самый эффект "приближает" к несчастным путешественникам, заблудившимся в пустыне, источники с водой.
Миражи в холодном воздухе
Действительно, миражи можно увидеть и в холодном воздухе. Все эти знаменитые летающие корабли ни что иное, как мираж, возникший при переходе из более тёплого воздуха, находящегося сверху в более холодный, находящийся у земли.
Например, в том же самом Питере в 2020 году можно было наблюдать, как мосты из центра города "переехали" на 100 км и расположились над Ладогой.
Сколько страшных и романтичных историй было рассказано про летающие корабли-призраки. Но в них нет ничего волшебного, это вновь мираж, также возникающий при переходе света из тёплого воздуха свержу в холодный нижний.
