Міраж

Міраж (фр. mirage від лат. mirare — приблизний переклад: «поглянь на дивовижу») або марево — явище аномальної рефракції світла в атмосфері, при якому крім предметів в їхньому дійсному положенні, з'являються також їхні уявні зображення, які є результатом внутрішнього відбиття в атмосфері. Існують регіони, де міражі через особливості рельєфу і циркуляції повітря спостерігаються частіше, ніж в інших місцях, перш за все — в пустелях.

​

Підготувала вчитель

ЗЗСО І-ІІІ ст. с.Нове Місто Добромильської ТГ

САВРЕЙ Галина

Утворення міражів пояснюється тим, що промені світла заломлюються при переході з одного середовища в інше. Зокрема міражі виникають при переході між шарами повітря, що мають різну температуру та відповідно густину, і достатньо різку межу. В результаті заломлення променів далекі об'єкти виглядають зміщеними, або видно їхні віддзеркалення. Для утворення міражу в природі обов'язковою умовою є чисте небо та яскраве освітлення від сонця або місяця

Перші наукові пояснення явища пов'язані з єгипетським (1799 р.) походом Наполеона Бонапарта. Було зафіксовано, що вдень, коли сонце починало зігрівати земну поверхню, вона починала здаватися затопленою, а села вигладали острівцями серед безмежного озера. Під кожним з них видно було його дзеркальне зображення, а доповнювало ілюзію відображення небосхилу.

Один з учасників експедиції, Гаспар Монж, припустив, що за відсутності вітру шар повітря біля поверхні землі сильно прогрівається. У міру віддалення від поверхні його температура різко падає, часом — до 30 градусів на сантиметр. А чим вища температура, тим менший показник заломлення повітря. Таким чином біля самої землі повітря заломлює світло слабше, ніж на висоті кілька сантиметрів від неї. Через це світло в повітрі поширюється не прямолінійно, а за кривою лінією.

Як виникають міражі?

Міраж, в перекладі з французької мови означає “видимість”. У рядового обивателя слово “міраж”, швидше за все, асоціюється зі спекотною пустелею, в якій виснажений спрагою подорожній бачить ілюзорний оазис, досягти якого неможливо.�Сам по собі, міраж, безумовно, явище досить ефектне, яке може спантеличити і ввести в оману недосвідченого мандрівника. Однак, з фізичної точки зору нічого дивного або надприродного в міражі немає – це всього лише банальне відображення променів світла на межі поділу двох середовищ з різною щільністю.�Будь-який бажаючий може відкрити шкільний підручник елементарної фізики, і в розділі “Оптика” дізнатися, що промінь світла, в залежності від кута його падіння, на кордоні двох середовищ з різною щільністю заломлюється і розділяється на дві частини – одна частина рухається далі в новому середовищі, інша частина – відбивається назад в ту середу, з якої вийшов промінь (див. картинку внизу).�На зображенні добре видно, що при певному куті падіння променя він повністю відбивається назад. Не будемо зараз далі заглиблюватися в фізичні нюанси оптики, повернемося до міражів.�Зі сказаного вище зрозуміло, що міраж може виникати тільки при наявності певних природних умов, а саме – наявності двох повітряних мас, що мають різну температуру, а значить, різну щільність. При цьому, чим тонше межа їх розділу, тим чіткіше буде зображення міражу. Також, чим вище лежить межа розділу повітряних мас, тим далі видно міраж.�

Нижній міраж �Спостерігається при дуже великому вертикальному градієнті температури (зниженні її з висотою) над перегрітою рівною поверхнею: часто пустелею або асфальтованою дорогою. Сонячні промені нагрівають поверхню, від якої нагрівається нижній шар повітря. Він у свою чергу спрямовується вгору, замінюючись новим, який нагрівається і так само прямує вгору. Світлові промені завжди викривляються від теплих шарів у бік холодніших. Зображення неба за нижнього міража створює ілюзію води на поверхні. Тому дорога, що йде вдалину в спекотній літній день, здається мокрою. Багато хто може не знати, що для того, щоб побачити міраж, зовсім не треба їхати в пустелю або до моря. Більш того, напевно, жителі великих міст щоліта спостерігають міражі, але не надають цьому значення. Йдеться про, так званих, нижніх міражі, коли на дорозі, що йде вдалину в спекотний день можна побачити відображення їдуть автомобілів в асфальті, як ніби там розлита вода – це і є нижній міраж. Нижній міраж, як правило, нестійкий і розмитий, т. К. Нагріте повітря прагне вгору, відбите зображення тремтить, спотворюється, а то і зовсім пропадає.

Верхній міраж �Верхній міраж далекого берега над поверхнею води

Верхній міраж або міраж дальнього виду спостерігається над холодною земною поверхнею при інверсійному розподілі температури (температура повітря зростає з підвищенням висоти). Промені світла, що йдуть від предметів на Землі, дугоподібно викривляються і повертаються вниз. За таких умов можна побачити предмети за горизонтом. Зображення може бути перевернутим і сприйматися як зависле в повітрі. Нерідко такі міражі бувають подвійними, коли одночасно спостерігаються пряме й перевернуте зображення.

Верхній міраж трапляється в цілому рідше, ніж нижній, але частіше буває стабільнішим, оскільки холодне повітря не має тенденції рухатися вгору, а тепле — вниз.

Більш рідкісні верхні міражі – це ті, які бачать мандрівники в пустелі або на морі, коли на певній висоті формуються повітряні потоки з різними температурами. Швидше за все, так народився міф про “Летючого голландця”, коли перед здивованим поглядом моряків несподівано в повітрі з’являвся корабель, який фактично знаходився далеко за горизонтом і не міг бути видно. Згідно з однією поширеною легендою, стародавні Вікінги відкрили Ісландію саме таким чином.

​

Бічний міраж �Цей вид міражів виникає, коли шари повітря однакової щільності розташовуються в атмосфері не горизонтально, а похило чи вертикально. Такі умови можуть створюватися біля нагрітих стін, скель. Вже зовсім рідкісне явище – бічний міраж, коли повітряні потоки з різною щільністю (температурою) є не горизонтальними, а вертикальними.

Фата-моргана в пустелі

Фата-моргана — оптичне явище в атмосфері, що складається з декількох форм міражів. При цьому віддалені предмети видно багаторазово і з різноманітними викривленнями, змінами розміру. Для виникнення такого міражу залежність температури від висоти має бути непостійною, температура місцями то зростає з висотою, то зменшується .

Але, найдивовижнішим видом міражу є “Фата Моргана” (на честь Моргани Ле Фей – злої чаклунки, що викликала ці міражі), коли верхній і нижній міражі виникають одночасно, при цьому, промені світла заломлюються, як у верхньому, так і в нижнім повітряних шарах. В результаті такої складної оптичної метаморфози спостерігач приймає звичайний камінь за хмарочос, а скелю – за середньовічний замок. Фата-Моргана спостерігається поблизу морського узбережжя в низьких широтах. Одним з найвідоміших місць на землі, де часто виникає Фата-Моргана – це місто Мессіна (італійська Сицилія)

​

Цікавинки про міражі :

• Міражі - явище унікальне і непередбачуване. У теорії ми знаємо про міражі усе, учені можуть точно розповісти всі процеси виникнення міражу, а ось на практиці побачити їх не так-то просто, в основному із-за того що міражі не з'являються за замовленням, їх явище завжди не передбачуване.
• Хазяйкою цього загадкового явища за переказами є Фата Моргана, міфічне створіння, що живе на морському дні і обманює мандрівників примарними явищами. Складні явища міражу з різким спотворенням виду предметів теж носять назву Фата-моргана.
• Міражі - явище оптичне, виникає в атмосфері, фактично це відображення світла між шарами повітря різними по щільності.  У історії є приклади найпростіших міражів, наприклад, образ калюжі на дорозі або в полі, пустелі. А так само відомі випадки, коли одночасно декілька людей бачили величезні міста, що висять в небі.
• Міражі люди бачили ще в глибокій старовині. Найбарвистішими міражами в історії описуються міражі Палестини, побачені хрестоносцями. А ось, наприклад, єгиптяни вірили, що міраж це образ того чого на світі більше немає, чогось що існувало і зниклого з лиця землі.

​

• В горах дуже рідко, при збігу певних умов, можна було побачити "спотвореного себе" на досить близькій відстані. Пояснюють це явище тим що є наявність в повітрі "стоячої" пари води.
• Цікаво,  що найяскравіші і чіткіші видіння виникають не в пустелі,  як прийнято вважати,  а в умовах екстремального холоду - на Алясці. Аляска на сьогодні, одне з самих кращих місць для появи міражів. Там, навіть створено суспільство по вивченню цього явища, яке фіксує усі міражі в спеціальний журнал.
• У фізиці відоме таке явище як рефракція, це процес коли світлові промені викривляються від теплих убік холодніших.  Це відбувається приблизно таким чином: промені від світлого неба йдуть до землі, а потім згинаються, відштовхуючись від поверхні у бік ока. Виходить, що формально ми бачимо небо, тільки значно нижче, ніж воно є насправді. А ефекти руху і переливань викликані неоднорідністю теплих потоків, що поступають від теплої поверхні.
• Міражі можуть бути стабільними і блукаючими, горизонтальними і вертикальними. Кожен з них виникає дещо по-іншому, так як атмосферні явища, які їх викликають, абсолютно різні не тільки за формою, а й з-за причини виникнення, тому класифікація цього феномена досить умовна.

​

Найбільш цікаві і дивовижні факти про міражі

• Міраж — оптичне явище. Міражі виникають, коли світло відбивається від шарів повітря різного ступеня щільності і різних температур.
• Фата-моргана — не синонім слова «міраж», а лише один з його різновидів.
• Міражі бувають як над спекотною поверхнею, так і над холодною, але перші спостерігаються частіше.
• В результаті міражу, що виник в холодну погоду, спостерігач може побачити розташовані за горизонтом об’єкти.
• Легенди про летючі кораблі в епоху вітрильних суден зобов’язані своїм походженням саме міражам.
• Існують також дуже рідкісні об’ємні міражі, коли людина може побачити саму себе, причому близько. Такі міражі можуть виникнути, якщо повітря буде насичене водяними парами.
• Стародавні єгиптяни вірили, що міражі — це привиди предметів і місць, що колись існували в реальності, але вже зникли.
• Найбільш яскраві і чіткі міражі зафіксовані в США, штат Аляска.
• Найскладніші міражі, які найбільш рідко зустрічається — рухома фата-моргана.
• А ось звичайні міражі над розігрітими сонцем асфальтовими дорогами спостерігати може кожен.
• У Північній Африці, в пустелі Ерг-ер-Раві, міражі згубили чимало мандрівників, «показуючи» їм оазиси, візуально розташовані в кількох кілометрах, в той час як реальне до них відстань перевищує півтисячі кілометрів.
• Існують задокументовані свідчення, які підтверджують, що цілі групи людей спостерігали величезні складні міражі у вигляді цілих міст в небесах.
• У японському містечку Уоцу, розташованому на узбережжя, також періодично спостерігаються міражі, через які прибережні будинку як би ширяють над водами затоки.
• Міраж можна відтворити штучно