Замечали, что в жаркий день на шоссе вдалеке будто разлита вода? Даже в северных широтах миражи можно увидеть гораздо чаще...
Пожалуй, все слышали о путниках в пустыне, которые стали жертвой оптической иллюзии: увидели вдалеке воду, воображение дорисовало пальмы, и вот уже караван сбился с пути и пошёл искать несуществующий оазис.
Давайте напомню, отчего так происходит!
Вблизи горячей поверхности есть прослойка воздуха, который значительно горячее, чем окружающая атмосфера, соответственно, раскалённый слой имеет меньшую плотность, и этого достаточно для отражения. А наш мозг привык — если отражается, значит там вода!
Лучше сказать, что отражение не похоже на обычное отражение в зеркале, а происходит по причине полного внутреннего отражения света — как водная гладь, если на неё смотреть из-под воды.
Полное внутреннее отражение света
Происходит исключительно на границе между срѐдами с разной плотностью, причём смотреть надо с более плотной стороны. В физические причины вдаваться не буду пока, а то там синусы-косинусы, ну как физики любят короче =)
Угол наблюдения или падения луча должен быть очень пологим, чтобы отражение сработало. И чем меньше разница в плотностях, тем острее должен быть этот угол.
Правильно сказать, разница в оптических плотностях — в показателях преломления света. Не всегда плотность вещества имеет непосредственную связь с оптической, например сравните:
- Алмаз: ρ ≈ 3,50 г/мл; n = 2,417
- Сапфир: ρ ≈ 3,97 г/мл; n ≈ 1,770
- Вода: ρ = 1,00 г/мл; n = 1,333
- Бензол: ρ = 0,88 г/мл; n = 1,501
- Кристалл хлорида натрия (поваренной соли): ρ = 2,17 г/мл; n = 1,544
n — показатель преломления
ρ — плотность
Для одного вещества зависимость между плотностью и показателем преломления работает, в отличие от сравнения воды с бензолом.
Разница плотностей, которая нужна для «полного внутреннего отражения» обеспечивается не только температурой раскалённого воздуха, но и разрежением. Оно появляется из-за постоянного движения, когда тяжёлый холодный воздух вытесняет нижний горячий.
Даже в солнечную погоду осенью можно наблюдать мираж на гладкой асфальтовой дороге. А ещё на стенах домов. И оптоволокно работает именно благодаря эффекту внутреннего отражения.
Надеюсь, теперь вы станете чаще замечать миражи вокруг =)
Интересно? Найди кнопку подписки) Жду лайка и в комментах!
Немножко годноты:
Почему стальные часы надёжнее, чем золотые?