Iidsetel aegadel inspireerisid miraažid hirmu, koputades rändureid teelt välja. Nüüd on nende optiliste nähtuste kõiki sorte põhjalikult uuritud. RIA Novosti räägib, kuidas atmosfääris, ruumis ja laboris tekivad miraažid.
Sõna "miraaž" pärineb prantsuse verbist se mirer - kajastama. Siin on viga, kuna miraaži ei seostata peegeldusega, vaid refraktsiooni, refraktsiooniga. Prantsuse matemaatiku Pierre Fermati 17. sajandil sõnastatud põhimõtte kohaselt otsib valguskiir alati lühimat rada. Ta siksakib klaasist läätse, et see kõige kitsamas kohas ületada.
Sama põhimõte töötab ka atmosfääris - ka omamoodi objektiiv. Meie, vaatlejatena, oleme selle sees. Külmas tihedas õhus liigub valgus aeglasemalt, nii et tee lühendamiseks mähkige see kindlasti soojematesse kihtidesse. Tulemuseks on miraažid.
Kuumal suvepäeval võite sageli kohapeal või maanteel näha "pudruid" ja "järvi". Selle põhjuseks on õhu ebaühtlane kuumutamine: pinnal on kuum ja kõrgusega külmem. Füüsikud nimetavad seda järkjärgulist temperatuuri langust gradiendiks. Kihtide piiril murdunud päikesevalgus liigub mööda parabooli. Meie silmad tajuvad seda ja saadavad ajule objekti kohta teavet, mis harjumuspäraselt usub, et valgus tuli otsejoones ja asetab objekti horisondi alla. Seda reaalse objekti all moodustuvat miraaži nimetatakse madalamaks. "Vesi", mida me teel näeme, on lihtsalt kerge või tükk taevast, mida atmosfääri lääts peegeldab.
Reaalse objekti all olev halvem miraaž või ümberpööratud pilt moodustub, kui õhu pinnakiht on väga kuum. / CC BY-SA 4.0 / DensityDesign integreeritud kursuse lõpliku sünteesi stuudio.
Tavaliselt annab halvem miraaž reaalsest objektist tagurpidi pildi, kuid mõnikord täheldatakse keerukamaid efekte. Näiteks kadunud silmapiir, kui tundub, et mõni hoone või inimene hõljub maa või mere kohal ilma toetuseta. Tegelikult kõnnib inimene mööda silmapiirist välja jäävat liivapanka.
Madalam miraaž täiendas auru enda ümberpööratud kujutisega / CC0 / Didgeman.
Reklaamvideo:
Kuninglikud illusioonid
Kui õhutemperatuuri gradient on konstantne, nihkub miraaž lihtsalt reaalse objekti suhtes. Kuid seda juhtub atmosfääris harva. Sagedamini on küte ebaühtlane ja miraaž suureneb, moonutab "allikat".
Kui pinna lähedal asuv õhk on ümbritsevast atmosfäärist külmem, kuvatakse pilt reaalse objekti kohal. See on parem miraaž. Mõnikord ilmub see ilusate losside, mäestike, metsade kujul. Ajalugu teab paljusid selliseid miraaže. Nad hämmastasid isegi kogenud rändureid. Põhjapoolust vallutada püüdnud polaaruurija Robert Peary vaatas 1906. aastal Kanada Arktika ühel saarel mäetippe. Ta nimetas neid Crockeri maaks. Järgnevad ekspeditsioonid tõestasid, et seda pole olemas. See oli miraaž.
See on atmosfääri läätse ebaühtlase gradiendi, turbulentsi ja astigmatismi (kui selle silmale tajutav pind ei ole sfääriline, vaid ellipsoidaalne) kombinatsiooni tulemus. Miraaž venib kõrguseks, omandab tippe, turnereid. Pilt kaotab igasuguse sarnasuse reaalse objektiga, milleks on vaid kõrb või jääväli. Selle nähtuse nimi oli Fata Morgana - legendaarse kuninga Arthuri õe auks, kes oli kuulus võimega õhku losse ehitada.
Mõnikord tõusevad udust välja vapustavad linnad ja kaovad jälle selles. See on fata-bromoos, väga harv nähtus. Teravalt kaardunud gradiendiprofiili tõttu kolmekordistub, helendab või tumeneb pilt ümbritseva tegeliku pildi taustal.
Fata morgana loob illusiooni horisondi juurest tõusevast veeseinast / NOAO / AURA / NSF / Mila Zinkova.
Miraaž kosmoses
Päikeseloojangu ajal tehtud päikese miraažid on väga tõhusad. Kui valgus ühendab oma ümberpööratud kujutisega, moodustades "etruski vaasi", siis on see tavaline madalam miraaž. Kui ketta põhi näeb välja nagu see oleks tükkideks lõigatud, on tegemist ülemise miraažiga, mille loob soe õhk külmema pinnakihi kohal. Rohelised välgud horisondi kohal leviva päikeseketta kohal on põhjustatud ka ülemisest miraažist. Nende nägemiseks peate asuma sooja kihi kohal, näiteks mägisel rannikul.
Miraaže loob teine astronoomiline objekt - kvaasarid. Need on hiiglaslikud erinevat tüüpi elektromagnetilise kiirguse allikad, mis asuvad meist miljardite valgusaasta kaugusel. Kui massiline galaktika asub kvasari ja Maa vahel, siis murrab ta raskuse tõttu sellest tulevat valgust nagu lääts. Selle tulemusel moodustatakse kvaasari neli pilti. Astronoomid nimetavad neid ristiku kroonlehtedeks.
Kõik neli miraaži näitavad objekti erinevatel eksisteerimisetappidel, kuna neilt tulev valgus on läbinud erinevaid vahemaid. Tänu nendele optilistele efektidele on füüsikud täpsemad universumi laienemisega seotud Hubble'i konstandi arvutamisel.
Einsteini rist - gravitatsiooniläätse / NOAO / AURA / NSF / J moodustatud kvaasari neli miraaži Rhoads (ASU) jt.
Miraaži taga laborisse
Füüsikud saavad selgitada miraažide kõiki nüansse ja neid isegi laboris reprodutseerida. Lihtsaim eksperiment viiakse läbi koolis optikatundides. Erineva kontsentratsiooniga siirup valatakse kihiti purki ja nad vaatavad objekte. Valguse murdumise tõttu on need korduvalt moonutatud ja nihutatud.
Keerukamat efekti täheldasid Ameerika füüsikud, katsetades laserkribaga, mis läbib raku ülekriitilise süsinikdioksiidi vedelikuga. Nad ei saanud kuidagi aru, kuhu kiir läks, mille jaoks kandja pidi olema läbipaistev. Selgus, et vedeliku temperatuurigradient tagandas seda, nihutades pilti allapoole.
Mirage aitas teadlastel luua nähtamatuse varjatud mudeli - süsiniknanotorude kihist. Võimalus kohe soojeneda ja jahtuda muudab selle suurepäraseks lülitiks. Kui kiht "sisse lülitati", see tähendab, et voolu juhiti, soojendas see selle ümber õhku ja selle taga asuv objekt kadus vaatleja jaoks valguse murdumise tõttu.
Mirage / NOAO / AURA / NSF / Jean-Marc Audrini poolt moonutatud täiskuu.
Tatjana Pichugina
