Данная заметка будет посвящена такому, всем известному, оптическому природному феномену как мираж, а если точнее я расскажу о том, как конкретно с точки зрения физики происходит появление данного феномена. Я расскажу о некоторых наиболее известных исторических и современных наблюдениях миража, в том числе и об одном из известнейших наблюдений миража - Мираж Ватерлоо. Кроме того, я, конечно же, затрону виды этого оптического феномена.

Что такое миражи?

Миражи – это разнообразные по форме оптические явления в атмосфере Земли, при которых наряду с истинным изображением предмета видно его мнимое изображение, располагающееся, как правило, гораздо ближе или дальше от настоящего предмета. Физический процесс происхождения миража зависит в основном от его вида, но основной принцип у всех – это преломление солнечных лучей на границе слоев воздуха, сильно отличающихся друг от друга по плотности.

Виды миражей.

Основными видами миражей являются нижние и верхние миражи. Кроме того, существуют боковые миражи, фата-моргана, черные миражи и некоторые другие.

Верхние миражи наблюдаются тогда, когда прилегающий к земле слой воздуха холоднее слоя, лежащего над ним. В этом случае плотность и показатель преломления уменьшаются с высотой. В пределах данного воздушного слоя искривление лучей света, идущих от предмета к глазу наблюдателя, будет большим, чем при нормальной рефракции. Это называется сверхрефракцией.

Условия для наблюдения верхних миражей существуют в полярных областях над обширными ровными пространствами, покрытыми льдом или снегом, а так же над водными поверхностями при отсутствии ветра.

Ход лучей при наблюдении верхнего миража можно увидеть на нижнем рисунке данного изображения:

На верхнем рисунке изображения рассмотрен ход лучей света при наблюдении нижнего миража.

Механизм появления нижнего миража обратен механизму появления верхнего. И если в случае с верхним миражом, нижний слой воздуха должен быть гораздо холоднее верхнего, то при появлении нижнего миража ближний к земле слой воздуха должен быть многим теплее предыдущего – верхнего.  В таких условиях плотность и показатель преломления возрастают с высотой. Поэтому траектория лучей света, идущих от предмета к глазу наблюдателю, как видно на картинке выше, обращена выпуклостью к земле.

Нижний мираж наблюдется при безветрии в степях, пустынях, над  дорогами с асфальтовым покрытием.

Существуют так же боковые миражи. Происхождение данного вида весьма похоже на происхождение верхнего миража. Однако существенным различием является то, что боковые миражи образуются в тех случаях, когда слои воздуха имеющие различную плотность располагаются не горизонтально, а вертикально. Данные условия могут сложиться, к примеру, возле раскаленной солнцем стены.  «Прослойка» воздуха возле стены в таком случае становиться гораздо горячее воздуха вокруг, а, следовательно, на этой тонкой «прослойке» и появляется мираж.

Но наиболее интересным видом миражей, как мне кажется, является Фата-моргана.  Он же еще является и самым редким из наблюдаемых видов. Условием для его образования являются чередование плотности, а значит, как вы уже, наверное, поняли, чередование теплых и холодных слоев.  Эти условия весьма сложны, поэтому и миражи данного вида имеют очень необычные и интересные формы.  Фата-моргана состоит из нескольких форм миражей, где отдалённые объекты видны многократно и с разнообразными искажениями. Часто такие миражи накладываются друг на друга, а их картинка быстро меняется во времени.

Так называемые «Миражи-призраки» и «Летучие голландцы»  тоже относятся к Фата-Моргане. Кстати, именно мореплаватели впервые увидели и рассказали о Фата-Моргане. От того данный вид миража и был назван «Фата-моргана» или, если перевести с итальянского, «фея Моргана». По преданию фея Моргана была злой ведьмой, живущей на морском дне и своими странными видениями обманывающая морских путешественников.

Миражи сейчас.

Прежде чем рассмотреть некоторые интересные наблюдения миражей из прошлого, мне бы хотелось продемонстрировать парочку современных фотографий. На первом фото вы можете увидеть огромный мираж корабля. На самом деле за горизонтом движется корабль нормальных размеров, но при специфическом состоянии атмосферы его отражение над горизонтом кажется гигантским.

А на второй фотографии показан типичный пустынный мираж – мнимая водная гладь. Подобные миражи не раз сводили с ума людей, заблудившихся в пустыне. Однако не только в пустыне можно наблюдать подобные явления. В очень жаркую погоду даже на улицах городов можно заметить, что дорога словно плывет.

Мираж Ватерлоо.         

Помимо вышеперечисленных миражей существует так же такой вид миража какмираж дальнего видения. При таких миражах можно увидеть объекты, которые находиться далеко за горизонтом. Именно такой мираж наблюдался на небе в утро битвы при Ватерлоо. Это произошло в городе Вервье (Бельгия) в июне 1815 г. Однажды утром жители города увидели в небе войско, и так ясно, что можно было различить костюмы артиллеристов и даже, например, пушку со сломанным колесом, которое вот-вот отвалится. Данное наблюдение было подтверждено множеством очевидцев, а один из них даже запечатлел мираж на картине.

Но самым интересным в том наблюдении было, конечно же, то, что расстояние от Вервье до Ватерлоо по прямой линии составляло более 100 км. Это был один из самых ярких примеров наблюдения миража дальнего видения.

Описание миража в повести «Черный монах».

Множество старинных описаний миражей можно часто встретить в литературе. К примеру, в произведении Чехова «Черный монах» тоже описан мираж дальнего видения. При чем, если в прочих произведениях не упоминалось о том, что это за явление, то Чехов открыто упомянает слово «мираж»:

«Тысячу лет тому назад какой-то монах, одетый в черное, шел по пустыне, где-то в Сирии или Аравии… За несколько миль от того места, где он шел, рыбаки видели другого черного монаха, который медленно двигался по поверхности озера. Этот второй монах был мираж. Теперь забудьте все законы оптики, которых легенда, кажется, не признает, и слушайте дальше. От миража получился другой мираж, потом от другого третий, так что образ черного монаха стал без конца передаваться из одного слоя атмосферы в другой. Его видели то в Африке, то в Испании, то в Индии, то на Дальнем Севере…»

Мираж Крейсона Пратса и Лекмана Донрса.

В один из дней 1879 года Крейсон Пратс и Лекман Донрс провели много времени у берега моря в очень жаркую погоду. Неожиданно они оба увидели, как вода в море стала подниматься. Она поднималась стремительно все выше и выше, а за тем сплошной стеной стала надвигаться на двух людей. Мужчины сразу же перепугались и бросились бежать, но убежать от воды не могли. Через пару миль они обессиленные упали на землю и с ужасом наблюдали, как их накрывает стена воды. Лекман от страха потерял сознание, а ошарашенный Крейсон просто зажмурился. Но когда он открыл глаза, то неожиданно обнаружил, что никакой воды нет, вокруг все сухо, а в дали все так же, как раньше, спокойно колышется морская гладь. Когда очнулся и его товарищ, они оба безумно удивились, а в последующем рассказали о своем странном наблюдении знакомым. В конце  концов двое мужчин поняли, что наблюдали мираж. Их наблюдение в будущем по праву призналось самым большим миражом за историю наблюдений.

Древних наблюдений миражей существует множество. Природные явления шагают сквозь века бок о бок с людьми. Нередко раньше небесные знамения даже меняли ход исторических событий. Когда-то люди их опасались, считая посланиями свыше, а в современном мире большинство из нас прекрасно знают, как объясняются такие феномены и нередко их наблюдают.  Сегодня я рассмотрела наиболее интересные, на мой взгляд,  древние наблюдения миражей. А так же в заметке было рассказано о механизме происхождения данного явления и описаны его виды. Надеюсь, вы подчеркнули немало полезного и нового из этой статьи, а я через некоторое время постараюсь продолжить данную тему.