С эффектом миража сталкивались многие из нас, для этого достаточно вспомнить, как становится волной в жаркий день дорога вдали. Но по настоящему большие миражи можно увидеть только в пустыне. В общем, мираж это всего лишь оптическое явление, которое создает эффект видимости определённых предметов.
Существует три класса миражей. Первый класс это нижние миражи. При таком виде миража, нижняя часть пустыни, т.е. небольшая полоска песка оптически превращается в некий водоём. Это можно увидеть, если находится на уровень выше этой полосы. Такие миражи самые распространённые. Второй вид миражей – верхние миражи. Это более редкое явление, к тому же менее живописные. Верхние миражи появляются на больших расстояниях и на большой высоте над уровнем горизонта. Третий класс миражей не поддаётся никакому объяснению, и уже многие годы учённые ломают голову над разгадкой этой тайны. Красивейшим и фантастическим из миражей считается фата – моргана. Словно по волшебству могут возникать прекраснейшие замки, которые непрерывно движутся. Другое загадочное явление – хрономиражи, которые отображают происходящие на больших расстояниях и в другом времени события. Такое чудо неоднократно наблюдали во многих уголках планеты, но как правило, перед утром.
В чём же причина появления таких удивительных явлений? Это происходит благодаря удивительным играм света и воздуха. Вот как это понимать. Когда температура воздуха довольно высока, и она выше у поверхности земли, нежели в более высоких слоях, создаются благоприятные условия для возникновения миражей. Плотность воздуха уменьшается при повышении его температуры, и напротив. А, как известно, чем плотнее воздух, тем лучше он преломляет свет. Лучи, падающие с неба, имеют синий спектр, и часть из них преломляется, а другая достигает человеческого зрения и формирует общую картину видимого неба. Та часть лучей, которая преломилась, достигает земли впереди человека, и, преломляясь о её поверхность, также попадают в поле зрения человека. Эти лучи мы видим в голубом спектре, именно поэтому создаётся впечатление, что впереди нас синий водоём. Усиливает такое впечатление колеблющийся впереди нас нагретый воздух.
Если мираж возникает над поверхностью моря, то всё происходит с точностью до наоборот. Внизу, над гладью воды температура воздуха ниже, а с высотой – более высокая. При таком стечении обстоятельств возникают верхние миражи, при которых мы наблюдаем изображение того или иного предмета в небе.
Самый знаменитый мираж – оазис посреди раскаленной пустыни, который видят уставшие путники. Нет, это не мечта, это настоящий оазис, вот только находится он за многие километры от этой точки, а его изображение, это всего лишь проекция картинки, которая переносится сюда путём многократного преломления световых лучей, при идеально созданных для этого условиях.
Не стоит наивно воображать, что мираж это игра больного воображения. Их появление подтверждено многими фотоснимками.
В статье рассказывается о том, что такое мираж, из-за чего возникает подобное явление, чем оно может быть опасно и какие его виды бывают.
Вокруг нас ежесекундно происходит множество физических, химических и иных процессов. Правда, большинство из них имеют форму, к которой люди привыкли и уже не обращают никакого внимания. К примеру, закипающая на плите вода, что превращается в пар. Но даже если размышлять о более глобальных масштабах, к примеру, о горении Солнца, этим фактом все равно мало кого удивишь. А ведь на самом деле в его недрах протекают удивительные и пока что неподвластные для воспроизведения человеком реакции. Но подобными рассуждениями можно заинтересовать, наверное, лишь человека, что искренне увлекается наукой.
Однако порой бывают ситуации, когда самые простые и безобидные и физические процессы могут сильно удивить, сбить с толку, а совсем редко даже убить человека. Вернее, лишь подтолкнуть его к каким-то неразумным разрушительным действиям. И одно из таких - это мираж.
Мираж... Это слово, наверное, слышали все люди, и ассоциируется оно в первую очередь с жаркими пустынями, где несчастные путники, увидев иллюзорные оазисы, устремлялись к ним. Однако не все знают, в результате чего возникают подобные видения и какие виды их бывают. Об этом мы и поговорим.
Происхождение слова
Оно имеет французские корни и в оригинале звучит как mirage, что в буквальном смысле означает "видимость". Мираж - это одна из самых распространенных оптических иллюзий, которая возникает в результате преломления лучей света на границе между слоями воздуха, которые резко отличаются по своей температуре. И порой в результате миража наблюдатель кроме реально существующего отдаленного объекта видит также его отражение в небе. Так что мираж - это довольно любопытное оптическое атмосферное явление. Впрочем, очень долгое время люди не могли понять его природу и наделяли мистическим значением или принимали за происки нечистой силы. С миражами связано множество легенд и поверий, особенно на востоке.
Теперь же разберем виды миражей.
Нижний
Подобный тип миража является наиболее распространенным, и видели его многие. Чтобы узреть его, необязательно находиться в раскаленной пустыне. Он характерен тем, что в результате сильного падения температуры с высотой, над ровной поверхностью, к примеру, асфальта, бетона или песка, человек наблюдает лужи с водой. И иллюзия эта очень убедительная. И для многих людей в древности, оказавшихся без воды в пустыне, увидеть подобный мираж - это получить мнимую надежду на спасение.
Верхний
Подобный тип миража наблюдается обычно в холодных условиях, когда температура воздуха повышается с увеличением высоты, к примеру, в полярных регионах на больших ровных льдинах. В естественной природе это встречается довольно редко, и такой тип миража видели даже далеко не все именитые путешественники, побывавшие в северных частях нашей планеты. Смысл этого явления в том, что если изгиб солнечных лучей точно такой, как и кривая поверхности Земли, то это позволяет видеть объекты, которые находятся за горизонтом на очень большом удалении. Существует легенда, что викинги открыли Исландию именно благодаря ему. Так что мираж - это порой довольно полезное явление. И возможно, это и является объяснением мифов про летучие корабли - такой мираж на море делает их видимыми из-за горизонта и визуально сильно увеличивает как размер, так и скорость передвижения судна.
Боковой
С боковыми миражами все несколько не так увлекательно, как с иными типами. Возникают они в результате сильного нагрева солнцем вертикальных поверхностей. К примеру, есть задокументированный факт, когда в Средние века стена крепости заблистала, подобно зеркалу, и внешне казалось, что она стала частично невидимой и призрачной. Так что теперь мы знаем значение слова мираж и разобрали, что это такое.
Объемный мираж
Такой тип встречается тоже довольно редко и в основном в горах. Во время этой иллюзии можно увидеть относительно рядом самого себя или иные объекты в искаженной перспективе. Подобное явление объясняется наличием частиц воды в «стоячем» горном воздухе.
Культура
Мираж как явление нашел сильное отражение в культуре - фильмах, книгах, легендах и сказках. С самой древности многих путешественников или исследователей миражи обманывали, показывая воду там, где ее нет. И кстати, если идти в жаркий день по ровной поверхности, к примеру, дороге, то нижний мираж будет смещаться все дальше по мере приближения к нему. Можно лишь представить, какие моральные мучения испытывали люди, которые застряли в пустыне без капли воды и увидели такое обманчивое явление.
Мираж - это иллюзия воды, именно такая его форма является наиболее распространенной как в жизни, так и в культуре различного рода. Но как видим, на одном этом его разновидности не заканчиваются.
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ПРОМЫШЛЕННО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
(исследовательская работа)
Выполнил:Агеенко Павел Анатольевич
03.11.1998 года рождения
Руководитель:
Гужвина Маргарита Викторовна
г. Дальнереченск
2016 г.
Содержание
Введение
1. Классификация миражей и причина их появления
1.1 Нижний мираж
1.2 Верхний мираж
1.3 Боковой мираж
1.4 Фата-моргана
2. Моделирование миражей 2.1 Эксперименты Роберта Вуда
2.2 Моделирование миражей в лаборатории
3. Применение эффекта миража
4. Заключение
5. Список использованной литературы
6. Приложение
Видимое не всегда соответствует действительному.
Н. Коперник
МИРАЖ – ПРИРОДНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность -
С самого начала изучения оптики мы знаем, что в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. А вот существование оптически неоднородных сред только предполагается, и в курсе обучения никак не доказывается. Объясняется это тем, что соответствующие опыты, если и не сложны, то трудоемки. Чаще всего в них используются твердые прозрачные тела, которые дают заметное рассеяние света. Я же решил хорошо подумать и приготовить жидкую оптически неоднородную среду. Учебные исследования данной среды, привели к наблюдению в ней полного внутреннего отражения. Что позволило узнать в нем природный мираж-явление, которое в повседневной жизни часто становится неузнаваемым и превращается в «неопознанный объект».
2. Проблема - Возможность создания оптически неоднородной среды с помощью простого лабораторного оборудования и изучения поведения светового луча в этой среде.
3. Цель – Собрать и проанализировать материал о миражах. Смоделировать мираж на несложном лабораторном оборудовании.
4. Объект - Миражи.
5. Предмет - Оптические явления в атмосфере.
6. Задачи -
1. На основе подобранной и изученной литературы сделать выводы: что такое мираж и где он возникает; какие виды миражей существуют, указать причины их образования.
2. Выполнить лабораторное моделирование миражей, провести исследования и дать им обоснование.
3. Показать область применения оптического явления в технике на современном этапе развития науки.
7. Рабочая гипотеза: Убедиться в криволинейном распространении света в оптически неоднородной среде, полученной неравномерным нагревом воды и воздуха.
8. Метод исследования - сбор, анализ и обобщение информации; проведение экспериментов.
9. Предполагаемая новизна
Оптика неоднородных сред - это достаточно обширная и совсем не простая область физики, которая имеет важное научно- практическое значение и интенсивно развивается. Описание эффектных физических опытов по получению искусственных миражей с использованием жидкостей началось с 1899г. Американский физик Роберт Вуд наблюдал траекторию луча в сосуде, наполненном раствором соли. В 1914г. Л.И.Мандельштам – выдающийся русский физик поставил изящный опыт, показывающий, что при полном отражении свет на небольшую глубину проникает из оптически более плотной в оптически менее плотную среду. Сохраняя идею этих опытов, модернизируя их можно создать другие условия для моделирования миража, предложив нагревать верхний шар воды в высоком цилиндрическом сосуде. Получить искривленный луч лазера на границе холодной и горячей воды.
10. Этапы работы
1) Воспроизведение опыта Вуда, анализ недостатков и достоинств;
2) Подготовка лабораторного оборудования для проведения эксперимента;
3) Проведение эксперимента, описание его теоретических основ.
4) Выводы на основе результатов опыта.
5) Подготовка презентации по выводам и результатам.
11. Способы оценки
Сравнение результатов с ранее проведенными опытами. Опыты показали, что в оптически неоднородной среде луч света всегда изгибается выпуклостью в сторону уменьшения показателя преломления среды. Зная это правило нетрудно понять происхождение миражей. В результате работы появилась возможность дальнейшего моделирования различных типов миражей, поиска новых экзотических миражей и объяснения других оптических иллюзий, связанных с оптической неоднородностью среды. Исследование явления может быть продолжено при изучении и моделировании оптических явлений в атмосфере.
1. Классификация миражей и причины их появления
Миражи бывают, условно говоря, трех видов. Условно - потому что эти атмосферные явления по своей форме и по причинам, вызывающим их, очень разнообразны. Атмосферные миражи делятся на нижние, (видимые под объектом), верхние (видимые над объектом) и боковые. Более сложные виды миражей называется "Фата-Моргана", двойные и тройные, объемные миражи, миражи сверхдальнего видения.
1.1 Нижний мираж
Нижние (озерные) миражи весьма обычны. Наиболее часто они возникают в пустынях, где состояние воздуха, при котором возникают нижние миражи, крайне неустойчивое. Ведь внизу, у земли, лежит сильно нагретый, а значит, более легкий воздух, а выше него - более холодный и тяжелый. Нижние миражи возникают при очень быстром уменьшении температуры с высотою, т. е. при очень больших градиентах температуры > 3,42°С/100 м. Приземный теплый слой воздуха, играет роль зеркала, т.е. именно здесь происходит поворот лучей. Лучи идущие от предмета под некоторым углом, переходя из слоя в слой, преломляются и искривляются выпуклостью в сторону менее плотных слоев, в данном случае вниз. Может наступить такой момент, когда угол отклонения луча достигает 90 градусов. В этом случае искривленный луч дает обратное изображение предметов и участка неба, расположенного за ним.(рис.1.1а,б)
Мираж называется нижним, так как изображение предмета помещается под предметом. (рис.1.1 в,г)
Список литературы
1. Булат В.Л. Оптические явления в природе. - М.: Просвещение, 1974.
2.Буховцев Б. Б. Физика 10. - М.: Просвещение, 1987.
3. Вуд Ф. Искусственные миражи // Журнал «Квант». 1971. № 10.
4. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. Курс общей физики. - М.: Просвещение, 1987.
5. Глинская Е.А., Титова Б.В. Межпредметные связи в обучении. – Тула. 1980.
6. Королев Ф.А. Курс физики. - М., Просвещение 1988.
7. Майер В.В. Полное отражение света в простых опытах. - М.: Наука, 1986.
8. Майер В.В.. Простые опыты по криволинейному распространению света. – М.: Наука, 1984.
9. Майер В.В. Свет в оптически неоднородной среде: Учебные исследования. – М.: Физматлит, 2007.
10. Миннарт М.Свет и цвет в природе. – М.: Наука, 1969.
11. Л.Тарасов, Л.В. Тарасова А.Н.. Беседы о преломлении света. - М.: Наука, 1982.
Интернет - ресурсы
Заманчивые или пугающие картины словно парящие в воздухе и появляющиеся в самых разных углах нашей планеты. Многие века люди наблюдают за этими явлениями и, несмотря на все достижения современной науки, не всё могут объяснить.
Даже если двигаться в направлении "от простого к сложному", будет очевидно, что в "лужах" на раскалённом асфальте нет ничего сложного, то откуда берутся целые города, висящие в воздухе, причудливые замки и даже армии - не совсем понятно до сих пор.
Самые древние описания миражей встречаются ещё в папирусах Древнего Египта. Египтяне всерьёз считали, что миражи - призрачные видения давно погибшей страны, затерявшейся в песках.
Объяснить миражи стремились и в Европе . Одной из самых известных историй, связанных с этим оптическим явлением, можно считать историю про Моргану ле Фей. Эта дама была сестрой легендарного короля Артура и как раз в её распоряжении находились миражи, иллюзии и прочие чудесные видения. Разновидность самых сложных миражей и сегодня называется фата-моргана.
Физика миража
Классическое определение гласит: "Мираж - это оптическое явление в атмосфере: отражение света границей между резко различными по плотности слоями воздуха. Для наблюдателя такое отражение заключается в том, что вместе с отдалённым объектом (или участком неба) видно его мнимое изображение, смещённое относительно предмета".
Уж больно мудрёно: оптика, атмосфера, плотность воздуха и прочие параметры. Нельзя ли по-проще? Конечно можно.
Как известно, свет в пространстве распространяется по прямой. Ровно до тех пор, пока не сталкивается с каким-нибудь препятствием или не попадёт в другую среду.
Далеко не все предметы и слои воздуха прогреваются одинаково. Кроме того, воздух движется: более холодный воздух тяжелее и он опускается вниз, тогда как горячий воздух поднимается от поверхности. На стыке этих воздушных потоков лучи света, естественно, преломляются.
Часть лучей, не преломляясь, достигает глаза наблюдателя и формирует картину неба. Другая часть преломляется и падает на землю впереди наблюдателя. Отразившись от земли, эти отраженные лучи в свою очередь тоже попадают в глаз наблюдателя . В результате водитель и пассажиры автомобиля видят впереди голубой участок. Приземный слой воздуха в жаркий день постоянно колеблется, в результате возникает впечатление, а это создает иллюзию водной поверхности.
Если говорить о предметах, находящихся далеко за линией горизонта, то здесь тоже нет ничего сложного: мы всегда видим предмет по направлению последнего отрезка пути светового луча. Поэтому атмосферное преломление лучей (рефракция) "приподнимает" предметы, позволяя заглянуть за черту горизонта.
Места формирования
Чаще всего появление миражей связывают с пустынями . Это вполне закономерно: немало путников становились заложниками чудесных видений, обещающих отдых, прохладу и воду среди песков. В погоне за миражами они, увы, довольно часто гибли. Перед людьми "воочию" на расстоянии 2-3 километров предстают оазисы, до которых в действительности не менее 700 километров.
Одна из самых известных трагедий, связанных с миражами, - гибель каравана в пустыне Эрг-эр-Рави на севере Африки . Так, в 360 километрах от оазиса Бир-Ула жертвой миража стал караван, который вел опытный проводник. Последовав за видением, путешественники отклонились на 60 километров в сторону от колодца.
Впрочем, не только пустыни могут похвастаться чудесными видениями и загадочными картинами. Над морем и даже в близких к полюсам широтах миражи возникают ничуть не реже. Одним из самых подходящих мест для наблюдения за миражами является, как ни странно, Аляска.
Здесь чем злее стужа , тем четче и красивее возникают в небесах души городов, гор и разных предметов. Ещё в далёком 1889 году местный житель, прогуливаясь близ горы Фэруэтер на юго-востоке полуострова, наблюдал силуэт большого города - с небоскребами, высокими башнями и шпилями, храмами, похожими на мечети . Что это был за город, установить не удалось, но не исключено, что он мог находиться за тысячи километров от точки наблюдения.
Самая известная легенда, бытующая среди моряков, - о Летучем Голландце. В записях судовых журналов многих мореплавателей можно встретить записи о встречах с неопознанным судном, не реагировавшем на сигналы, не имевшем опознавательных знаков и таинственным образом исчезавшем через некоторое время.
Есть также свидетельства и о том, что моряки видели крушение судна, но прибыв на предполагаемое место трагедии не находили там ничего, а позднее выяснялось, что виденный корабль терпел бедствие за тысячу километров. Невольные свидетели наблюдали проекцию событий в воздухе.
Виды миражей
Учёные составили целую классификацию миражей. Как ни странно, они бывают разные. Самый простой вид миража - нижний или озёрный . Чаще всего наблюдается над ровной поверхностью: дороги , пустыни, степь. Чтобы возник такой мираж требуется значительная разница между температурой верхних слоёв атмосферы и нижних, ближайших к земле.
Возможен и совершенно обратный эффект: верхний мираж . Чтобы он возник, требуется повышение температуры с высотой. Такие видения более стабильны и "лучшего качества". Верхний мираж может быть прямым или перевернутым, в зависимости от расстояния до истинного объекта и разности температур.
Боковой мираж . Это - отражение от нагретой отвесной стены. Как ни странно, этот вид миража фиксируется крайне редко. В знойные летние дни чаще обращайте внимание на накалившиеся стены больших зданий, возможно, вам посчастливится увидеть мираж.
Уже упоминавшаяся фата-моргана - это самый сложный мираж с резким искажением вида предметов. Условия, при которых они возникают, не описаны до сих пор, хотя все механизмы этого оптического явления давно описаны.
Встречались ли вы с миражами? Были это "лужи" на асфальте или что-то более масштабное? Расскажите, нам очень интересно!
- Большая Советская Энциклопедия
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Я. Перельман. "Занимательная физика", Книга 1.
- Журнал "Вокруг света", №9, сентябрь, 2005 год.
- В.А. Мезенцев. Энциклопедия чудес.
Миражи (от фр. «mirage») - это оптическое явление в атмосфере, из за которого в зоне видимости появляются изображения предметов, которые при обычных условиях скрыты от наблюдения. Такого рода чудеса случаются потому, что в оптически неоднородной атмосфере лучи света искривляются, как бы заглядывают за горизонт. Чаще всего неоднородности возникают из-за неравномерного нагрева воздуха на различной высоте. В Древнем Египте верили, что мираж - это призрак страны, которой больше нет существует. Легенда говорит о том, что у каждого места на нашей планете есть своя душа.
Более часто миражи можно наблюдать в пустыне. Объяснить это можно тем, что горячий воздух действует подобно зеркалу. К примеру, в Сахаре каждый год наблюдается около 160 000 миражей; они бывают стабильными и блуждающими, вертикальными и горизонтальными.
Жертвами миражей в особенности часто оказываются караваны в пустыне Эрг-эр-Рави на Севере Африки. Перед людьми «воочию» на расстоянии 2–3 км предстают оазисы, до которых на самом деле не меньше 700 км. Мираж способен ввести в заблуждение и опытных людей.
Так, в 360 км от оазиса Бир-Ула жертвой миража стал караван, который вел опытный проводник из местных племен. Погибли 60 человек и 90 верблюдов, следовавших за обманчивым миражом, увлекшим их на 60 км в сторону от колодца.
В древности кочевники, чтобы убедиться, видят ли они мираж или реальные предметы, разжигали костер. Если в пустыне было хотя бы небольшое движение воздуха, то стелющийся по земле дым быстро разгонял мираж. Для многих караванных путей составлены карты, на которых обозначаются места часто встречающихся миражей. На этих картах указано даже, где видятся колодцы, оазисы, пальмовые рощи, горные цепи и т. п.
Атмосферные миражи разделятся на три класса, а причины, их вызывающие, довольно разнообразные.
Миражи первого класса – так называемые озерные, или нижние, миражи. Они наиболее распространенные и простые. К примеру, вода, наблюдаемая на песке в пустыне или на горячем асфальте, является миражом неба над горячим песком или асфальтом. Приземление самолета в фильмах или автомобильные гонки по телевидению часто снимаются довольно близко к поверхности горячего асфальта. Тогда ниже машины или самолета вы можете увидеть их зеркальное изображение (нижний мираж), а также мираж неба.
Чем выше вы находитесь на земле или в море, тем меньше плотность воздуха. При нормальных условиях плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Когда свет проходит по поверхности земли, ниже светового луча воздух плотней, чем выше. Типичное свойство света - то, что он преломляется к более плотной среде, и таким образом луч, который перемещается по поверхности земли, фактически всегда слегка преломляется вниз и продвигается по чуть изогнутой поверхности земли вместо того, чтобы направиться прямо к небу.
Более плотный воздух как бы притормаживает нижний конец луча и тянет его к себе. С другой стороны, человеку представляется, что предмет находится в том направлении, от которого свет достигает его глаз. Таким образом, когда вы смотрите на отдаленный горизонт, то видите предметы, которые фактически частично ниже горизонта. Свет от этих объектов преломляется по кривой, изогнутой поверхности земли или моря и потому только кажется, что свет достигает глаза наблюдателя со стороны горизонта.
Многие знакомы с фразой, утверждающей, что когда мы смотрим на солнце во время его захода, то оно в действительности уже за горизонтом. В астрономии такое явление известно как рефракция: преломление света в атмосфере приподнимает небесные тела на горизонте приблизительно на полградуса угла.
Очень часто плотность воздуха не изменяется равномерно с высотой, а холодный, более плотный воздух и теплый воздух образуют слои различных температур на разных высотах. Движение света в таком воздухе может быть довольно беспорядочно, создавая, таким образом, искаженное изображение пейзажа.
Нижний мираж идентичен по структуре: наблюдается всегда лишь один перевернутый, более или менее сплющенный мираж ниже объекта. Если сам пейзаж красив, то его мираж также красив, и они могут вместе распространиться на горизонте вереницей зданий и верхушек деревьев.
Если дело происходит в пустыне, поверхность которой и прилегающие слои воздуха раскалены солнцем, наверху давление воздуха может быть большим, лучи начнут загибаться в другую сторону. И тогда интересные явления начнут происходить с теми лучами, которые должны были, отразившись от предмета, сразу уткнуться в землю. Но нет, они будут заворачивать кверху и, пройдя перигей где-то возле самой поверхности, уйдут в него.
Представим теперь, что такой луч, уже загнувшись, попадает в зрачок путнику, идущему через пустыню. Но субъективному восприятию предмет (скажем, пальма) будет располагаться в том месте, куда указывает касательная к траектории луча. Соответственно, изображение пальмы будет обратным, будто отраженным в воде. Да и воды кругом разольется немало. Такую коварную шутку сыграет с измученным жаждой путешественником переместившееся в пески небо.
Ученый из Франции Гаспар Монж, который принимал участие в египетском походе Наполеона, описал свои впечатления от озерного миража так: «Когда земная поверхность сильно накалена Солнцем и только-только начинает остывать перед началом сумерек, знакомая местность больше не простирается до горизонта, как днем, а переходит, как кажется, примерно в одном лье в сплошное наводнение.
Деревни, находящиеся дальше, выглядят будто острова среди погибшего озера. Под каждой деревней ее опрокинутое изображение, только оно не резкое, мелкие детали не видны, как отражение в воде, колеблемое ветром. Если станешь приближаться к деревне, которая кажется окруженной наводнением, берег мнимой воды все удаляется, водный рукав, отделявший нас от деревни, постепенно суживается, пока не исчезнет вовсе, а озеро теперь начинается за этой деревней, отражая в себе селения, расположенные дальше».
Нижний мираж способен наблюдать каждый желающий. Если жарким летним днем встать на железнодорожное полотно или холмик над ним, когда солнце находится немного сбоку или сбоку и чуть впереди железнодорожного пути, то можно разглядеть, как рельсы в 2–3 км впереди будто бы погружаются в искрящееся озеро - будто пути залило наводнение. Попытаемся приблизиться к «озеру» - оно отодвинется, и сколько бы мы ни шли по направлению к нему, оно неизменно будет находиться на одном и том же обманчивом расстоянии.
Миражи второго класса – лучи которых загибаются за линию горизонта, называют верхними, или миражами дальнего видения. Они возникают прямо в небе. Если в верхние слои атмосферы вторгается теплый воздух, нагревшийся где-нибудь над пустыней, а внизу находится холодный плотный воздух антициклона, то лучи, подвергнувшиеся рефракции, могут заглянуть за горизонт очень глубоко. Отраженный с далекого предмета (к примеру, острова) свет находит две дорожки к глазам наблюдателя: первая проходит почти прямо от острова до наблюдателя, а вторая приподнимается немного вверх к теплому воздушному слою, где луч преломляется вниз под небольшим углом к более холодному воздуху и достигает глаз наблюдателя сверху.
Создается два изображения одного и того же острова - одно нормальное, а второе перевернутое изображение выше острова, т. е. верхний мираж. В свою очередь, специфический тип атмосферного явления, которое создает такой мираж, называется тепловой инверсией. Тогда на поверхности холодной массы воздуха лежит ясно определенный, более легкий и менее плотный слой теплого воздуха. Сильная тепловая инверсия является также причиной случайных помех на радио, при приеме телевизионных передач и в сотовых телефонах.
2006 год, 8 мая – тысячи туристов и местных жителей наблюдали мираж, который продолжался на протяжении 4-х часов в городе Пенглаи у восточного побережья Китая в воскресенье. Туманы создали изображение города с современными высотными зданиями, широкими городскими улицами и шумными автомобилями. В Пенглаи в течении 2-х дней лил дождь, прежде чем произошло это редкое погодное явление. Жители Лазурного берега Франции ясным утром не раз видели, как на горизонте Средиземного моря, где вода сливается с небом, из моря поднимается цепочка Корсиканских гор, до которых от Лазурного берега приблизительно 200 км.
Верхний мираж описывается в одном из произведений Н.В.Гоголя:
«За Киевом показалось великое чудо! Вдруг стало видимо далеко во все концы света. Вдали засинел Лиман, за Лиманом разливалось Черное море. Бывалые люди узнали и Крым, горою подымавшийся из моря, и болотный Сиваш. По правую руку видна была земля Галицкая.
А это что такое? - допрашивал собравшийся народ, указывая на далеко мерещившиеся на небе и больше похожие на облака серые и белые верхи.
То Карпатские горы! - говорили старые люди».
Боковые миражи могут возникать в тех случаях, когда слои воздуха одинаковой плотности располагаются в атмосфере не горизонтально, как обычно, а наклонно или даже вертикально. Подобные условия создаются летом, утром в скором времени после восхода солнца у скалистых берегов моря или озера, когда берег уже освещен солнцем, а поверхность воды и воздух над ней еще холодные. Боковые миражи неоднократно наблюдались на Женевском озере. К примеру, люди видели лодку, которая приближалась к берегу, а рядом с нею в точности такая же лодка удалялась от берега. Боковой мираж может появиться у каменной стены дома, нагретой солнцем, и даже сбоку от нагретой печи.
Благодаря боковому миражу появляются безмолвные туманные призраки, преграждающие путнику путь в горах. Обычно, испуганный человек видит себя же самого. Сильно нагретые скалы вызывают такое воздушное разрежение вокруг себя, что лучи, отразившиеся от наблюдателя и направленные к скалам, искривляются возле них до такой степени, что, подобно бумерангу, возвращаются назад.
Изображения в боковых миражах почти всегда по размерам равны отражающимся предметам, но могут двоиться, троиться и т. д. Существует гипотеза, что знаменитые привидения, облюбовавшие некоторые замки, есть не что иное, как боковой мираж. Зимой, как известно, промозглые отсыревшие стены необходимо усиленно протапливать. Камни, из которых сложены печи, раскаляются в значительной степени больше, чем валуны под полуденным солнцем, а высокие сводчатые потолки дают возможность лучу совершить петлю и возвратиться к наблюдателю.
Миражи третьего класса – удивительные миражи, называемые миражами сверхдальнего видения. Для них расстояния в тысячи километров не помеха. Вот какой случай описывается в книге «Оптические явления в природе»:
«В ночь на 27 марта 1898 г. среди Тихого океана экипаж бременского судна «Матадор» был испуган видением. Около полуночи экипаж заметил примерно в двух милях корабль, который боролся с сильным штормом. Это было тем более удивительным, что кругом стоял штиль. Судно пересекало курс «Матадора», и были мгновения, когда казалось, что столкновение кораблей не избежать…
Экипаж «Матадора» видел, как во время одного сильного удара волны о неизвестный корабль в каюте капитана потух свет, который виднелся все время в двух иллюминаторах. Спустя какое-то время корабль исчез, унося с собой ветер и волны. Дело разъяснилось позднее. Выяснилось, что все это происходило с другим кораблем, который во время «видения» находилось от «Матадора» на расстоянии 1 700 км».
У миражей третьего класса достоверных научных объяснений нет. Чтобы как-то оправдать их появление, выдвигаются предположения, что в атмосфере образуются гигантские воздушные линзы или возникают вторичные, третичные - многократные миражи, ретранслирующие одно и то же изображение по сложной цепочке. Некоторые даже пытаются доказать, что в ионосфере существует особое «зеркало», от которого солнечный луч, как радиосигнал, отражается и, попутно самофокусируясь, уносится в другую часть света.
Интересную версию высказывает Виктор Лойша: «Почему бы не допустить, что при каких-то очень удачных совпадениях многих физических обстоятельств в воздушной среде могут образовываться естественные сверхпроводящие световоды, линейно ориентированные каналы аномальной ионизации, по которым пучки света передаются на очень большие расстояния - так, что восход Солнца над Японией вдруг становится видым, предположим, на Азорских островах…».
Фата-Моргана - сложное оптическое явление в атмосфере, которое состоит из нескольких форм миражей, при котором отдаленные предметы видны многократно и с различными искажениями. Фата-Моргана появляется, когда в нижних слоях атмосферы образуется несколько чередующихся слоев воздуха разной плотности, способных давать зеркальные отражения.
В результате отражения, а также и преломления лучей реально существующие предметы дают на горизонте или над ним по нескольку искаженных изображений, частично налагающихся друг на друга и быстро изменяющихся во времени, что и создает причудливую картину этого сложного миража. Названо это явление было в честь героини легенд - Фаты Морганы. Говорят, что она была сводной сестрой , но после того как рыцарь Ланселот отверг ее любовь, от огорчения поселилась на дне моря, в хрустальном дворце, и с того времени обманывает мореплавателей призрачными видениями.
Так, в 1920-х годах большой океанский лайнер шел очередным рейсом из Европы в США. И вдруг неподалеку от Азорских островов все, кто находился на палубе, явственно увидали « ». Мысль о страшном корабле-призраке пронеслась в уме многих пассажиров и матросов. А невиданное судно грозило врезаться в пароход. Капитан в самый последний момент громким, срывающимся голосом приказал изменить курс корабля. Накренясь на правый борт, парусник пронесся мимо. И в это время перепуганные, изумленные пассажиры увидали нечто еще более поразительное: по палубе парусника метались люди в старинных костюмах.
Они поднимали вверх руки, что-то беззвучно кричали, будто пытались о чем-то предупредить. Понятно, что оставшуюся часть плавания пассажиры провели в страхе неминуемой гибели. Ведь по морскому поверью встреча с кораблем-призраком ничего хорошего не сулит. Когда пароход прибыл в порт, история с «Летучим голландцем» получила широкую огласку. Но впоследствии выяснилось, что океанский лайнер встретился с миражом парусника, предназначенного для съемок исторического фильма и находящегося абсолютно в другом месте.
Тот, кто проводит много времени в полярных водах, непременно увидит миражи. К примеру, опытные финские моряки и знатоки фарватеров хорошо знают, что бывают условия, при которых необычайно тяжело найти знакомый маршрут среди запутывающих миражей на скалистой береговой линии. В Финляндии условия для миражей в особенности благоприятны весной, когда морской лед тает. Температура воды 0 °C при весенней волне теплого воздуха температурой 15 °C может создать в небе невероятные миражи.
Еще один пример удивительного атмосферного явления имел место в алжирской пустыне, которую пересекал французский колониальный отряд. Впереди, километрах в шести от него, шла гуськом стая фламинго. Но когда птицы пересекли границу миража, ноги у них вытянулись и сдвоились, вместо двух у каждой стало по 4. Ни дать ни взять - арабский всадник в белом одеянии. Командир отряда, встревожившись, отправил разведчика проверить, что за люди в пустыне. Но когда солдат проник в зону искривления солнечных лучей, то сам превратился в мираж-призрак, а ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, будто он сидит на мифическом чудовище.
Один человек в 1852 году увидел на небе Страстбургскую колокольню, при этом изображение было гигантское, точно колокольня предстала перед ним увеличенная в 20 раз. В 1902 году Роберт Вуд, американский ученый, не без основания заслуживший прозвище «чародей физической лаборатории», сфотографировал двух мальчиков, мирно бредущих по водам Чесапикского залива между яхтами. Причем рост мальчиков на снимке был более 3-х метров.
Такого рода обманы миражей возможно также объяснить отклонением света от прямолинейного продвижения, в котором предмет виден в неправильном направлении или искажен. Миражи-призраки как правило виднеются на горизонте. Угол миражей очень низкий, но по формам они могут быть очень различными. Кусты и камни на маленьком острове могут восприниматься как башни в небе; низкие скалистые берега протянуты вертикально, и они напоминают пропасти; корабль и его палубные надстройки могут искажаться в неопознанные квадратные формы, а сами острова, кажется, кружатся в воздухе.