История открытия и наблюдений
Люди видели миражи, начиная с глубокой древности, о чем сохранилось немало преданий. Особенно красочные рассказы о миражах Палестины остались от крестоносцев, которым, впрочем, никто особенно не верил. Уж больно любили приврать рыцари о чудесах Востока. Начало научного наблюдения за этим оптическим фокусом совпало с появлением судового журнала, в который детально записывалось все необычное. Откроем старинную книгу «Поденные записки о плавании на северный китовый промысел, содержащие исследования и обретения на восточном береге Гренландии». В ней говорится о большом городе, который наблюдал летом 1820 года командир судна «Баффин», полный замков и храмов, очень похожих на древние строения. Моряк подробно зарисовал это чудесное явление, но свидетельства позднее, конечно же, не подтвердились.
Первое же описание миража было сделано древнегреческим историком Диодором Сицилийским:
«В Африке в некоторые сезоны, особенно при полном отсутствии ветра, происходят удивительные вещи. В воздухе появляются изображения различных зверей, неподвижных и движущихся. Звери то бегут от зрителя, то преследуют его. Когда они настигают человека, то словно окутывают его холодным туманом».
А в 1799 г., когда французский колониальный отряд пересекал алжирскую пустыню, они увидели 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 четыре. Ни дать, ни взять — арабский всадник в белом одеянии. Командир отряда, встревожившись, послал разведчика проверить, что за люди в пустыне. Когда солдат сам проник в зону искривления солнечных лучей, он, конечно, разобрался, с кем имеет дело. Но. вот же он нагнал страху на своих товарищей! Ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, он сидит на фантастическом чудовище. Впрочем, такой мираж объясняется элементарно. Изображение птиц и всадника приподнялось над горизонтом в результате рефракции.
В 1840 году, жители маленького островка к северу от Англии увидели в небе прекрасные белые здания. Поскольку ничего подобного на их родине не было, то люди сочли это подтверждением сказки о народе фин, обитавшем в хрустальном городе. Видение далекой страны повторилось через 17 лет и висело в воздухе целых три часа.
В 1878 г . в Северной Америке во время войны с индейцами из форта «Авраам Линкольн» вышел отряд карателей. Спустя несколько часов охрана форта с ужасом увидела своих товарищей марширующими по небу. Караул не сомневался, что карательный отряд погиб и на небе — души умерших. Через несколько дней отряд действительно был уничтожен индейцами. Солдаты, оставшиеся в форте «Авраам Линкольн», конечно же видели обыкновенный мираж. Фантастические, непонятные картины миражей в прошлом воспринимались как своеобразные предзнаменования трагических событий и порождали страх перед неизвестным. Люди верили, что миражи-дело духов воздуха, что они — воздушные призраки. А когда появлялась какая-то особенно красивая картина миража, многие считали, что видят «небесный рай».
Когда-то миражи «Летучий голландец» и «Фата — Моргана» наводили ужас на моряков. В ночь на 27 марта 1898 года среди Тихого океана экипаж судна «Матадор» был напуган видением, когда в штиль в полночь увидел в 2милях (3,2 км) судно, которое боролось с сильным штормом. Все эти события на самом деле происходили на расстоянии 170 км. Сегодня все, кто знает законы физики, а точнее ее раздела оптики, могут объяснить некоторые из описанных в работе загадочных явлений. Однако физическое объяснение феномена миражей нисколько не облегчает участь путников, введенных эфемерным оазисом в гибельное заблуждение. Дабы уберечь занесенных в пустыню людей от риска заблудиться и погибнуть от жажды, составляются специальные карты с отметкой мест, где обычно наблюдаются миражи. На этих путеводителях указано, где могут привидеться колодцы, а где — пальмовые рощи и даже горные цепи. Жертвами миражей особенно часто оказываются караваны в пустыне Эрг-эр-Рави на Севере Африки. Перед людьми «воочию» на расстоянии 2-3 километров предстают оазисы, до которых в действительности не менее 700 километров.
Вот какую страну увидел и описал художник В. Переплетчиков, побывавший на Новой Земле в 1913 году:
«Густо повалил из пароходной трубы черный дым, заработал пароходный винт. Становище, горы быстро уменьшались в размерах на наших глазах. На безоблачном небе сияло Солнце. Мы выходили в море. Качки нет, чуть плещет зеленовато-синяя волна. С одной стороны беспредельность воды и неба, с другой — цепи береговых гор. Все они покрыты снегом. Берег уходит мыском в море, но кончается какой-то странной фигурой, как будто берег обломился и висит в воздухе. У дальнего берега плавают какие-то странные белые фигуры, а там, где расстилается беспредельный океан, — там тоже плавают какие-то фантастические предметы: громадный белый гриб на тоненькой ножке, что-то похожее на судно, но не судно, что-то похожее на горы, но не горы, киты — не киты. » [8]
А вот современное крупное наблюдение миража произошло 8 мая 2006 года в городе Пенглай у восточного побережья Китая. Тысячи туристов и местных жителей наблюдали мираж города-призрака.[9]
мираж проявление видение наблюдение
Уникальное явление — мираж
Наиболее простой аналогией миража является отражение предмета в спокойной воде. Мы видим то, что в оптике называется «мнимое изображение». Вода обладает оптической плотностью и коэффициентом преломления, отличным от воздуха. Именно по такому принципу возникают и миражи. Условием для них является резкое изменение оптической плотности воздуха.
Это бывает, например, когда поверхность земли — а значит, и слой воздуха около поверхности — сильно нагрет солнечным излучением: в пустыне, где температура песка достигает 60-70 градусов, или иногда над асфальтированной дорогой. Тогда оптический луч, идущий от реального предмета, претерпевает отклонение по кривой в нижнем слое воздуха и попадает в глаз наблюдателя, который видит перевернутое изображение предметов. Мнимое изображение неба создает при этом иллюзию воды на поверхности. Так возникает то, что в оптике атмосферы называется нижним миражом. Он неустойчив, потому что нагретый воздух стремится верх, изображение может «плавать», искажаться или вообще пропадать.
Здесь возникают миражи. Пустыня Руб-эль-Хали
Реже возникает верхний мираж. Его условием является наличие в некотором слое над землей сильной температурной инверсии — это когда температура с высотой растет. Тогда преломление лучей происходит именно в этом нагретом слое и изображение как бы парит над поверхностью. Верхний мираж также неустойчив, поскольку такое необычное распределение температуры в атмосфере непродолжительно.
Еще более редкое явление — одновременные условия и для верхнего, и для нижнего миража. В народе такое явление называют фата-моргана. При этом лучи преломляются как в верхнем, так и в нижнем слое. Изображение искажается до неузнаваемости, и наблюдатель принимает обыкновенный камень за высокий дом, скалу — за чудесный замок. Такое явление наблюдается в низких широтах вблизи морских берегов.
Изредка случаются курьезы.
Так, один мореплаватель в 1906 году заметил землю Крокера. В 1913-ом американцы отправили в Арктику большую экспедицию на поиски этой неизведанной земли.
Полярники чуть не погибли, но выяснили, что их целью стал мираж.
Очень интересное оптическое явление — рефракция — возникает, наоборот, в высоких широтах, в приполярных областях. Рефракция — это преломление солнечных лучей в самой атмосфере. За счет рефракции можно увидеть солнце даже тогда, когда оно зашло за горизонт! Или преломление лучей как бы приподнимает изображение солнца, и наблюдатель видит восход солнце раньше, чем оно реально возникает на горизонте. Причина та же — солнечный луч распространяется в воздухе не по прямой, а по выпуклой кривой линии. Это явление впервые наблюдал В. Баренц во время зимовки на Новой Земле в 1596-97 году. Он назвал его «Эффект Новой Земли». За счет этого эффекта полярный день на полюсах может быть на 14 суток длиннее полярной ночи, вместо «положенных» по полгода.
Конечно, миражи и другие сложные оптические явления иногда порождали у людей страх, возникали суеверия. Думаю, что еще не все явления изучены достаточно подробно. Не этим ли объясняются многочисленные «свидетельства очевидцев» НЛО?
Источник — «Моя Планета»
Призрак или оптическое явление: из-за чего возникают миражи
Мираж (от фр. mirage — видимость) — это оптическое явление в атмосфере. Оно вызвано преломлением потока света на границе между разными по температуре слоями воздуха. То есть, когда луч меняет направление, переходя из слоя воздуха одной температуры в слой воздуха другой температуры, мы видим мираж.
Мираж не является иллюзией. Иллюзия — это обман мозга, то есть наши рецепторы неправильно воспринимают увиденное. А мираж — это эффект, который действительно возникает: мы видим реальное изображение, которое возникло за счет хитрого хода луча света.
В мираже не может возникнуть то, чего нет вообще. Объект, который мы наблюдаем в мираже, обязательно где-то есть, но мы видим его не в том месте, не того размера, порой перевернутым или умноженным.
Возможно, самый часто возникающий мираж не раз видели автовладельцы: в жаркую погоду на раскаленной асфальтированной дороге впереди видится лужа с водой. На самом деле это отражение неба на асфальте.
Миражи на Земле случались всегда и продолжают случаться ежедневно. Другой вопрос, что человек далеко не всегда оказывается свидетелем этого явления. Впервые описание миража приводится в трактате Аристотеля «Метеорологика» [1]: жители эллинской колонии на восточном берегу Сицилии в течение нескольких часов видели берег континентальной Италии, хотя до него 150 км. Научное объяснение этому оптическому явлению впервые дал французский физик Гаспар Монж [2] в 1799 году после экспедиции по пустыне Египта. Он объяснил это явление, опираясь на законы преломления и отражения света.
Почему возникает мираж
Миражи возникают там, где есть несколько слоев воздуха разной температуры, поясняет профессор, доктор технических наук, директор центра выставочного проектирования ИТМО Сергей Стафеев. Происходит это потому, что теплый воздух более разреженный, чем холодный, из-за чего свет распространяется в нем быстрее. В физике эту разницу определяет показатель преломления. «Показатель преломления — такая величина, которая характеризует различие скоростей света в двух средах. У теплого воздуха показатель преломления меньше, а холодного — больше», — говорит Стафеев.
Как образуется мираж (Фото: Animate Science / YouTube)
Как объясняет ученый, мираж образуется в тот момент, когда свет, искривляя свой путь, как бы отражается от неравномерно нагретых и различных по плотности слоев воздуха. Так, например, лучи от светлого неба, двигаясь к земле, отражаются и под определенным углом попадают в поле зрения человека. Так человек видит отражение неба на земле, которое легко можно принять за воду. «Противоположная ситуация — это когда внизу холодный, а наверху горячий воздух. Такие условия могут привести к обратному искривлению, когда человек видит объекты выше, чем они расположены», — говорит Сергей Стафеев.
Виды миражей
Миражи можно разделить на несколько типов в зависимости от того, в какой температуре и в каком направлении отражаются лучи света.
Нижний мираж
Нижний мираж [3] возникает в условиях, когда внизу расположен более теплый воздух, чем сверху. Это самый распространенный вид миража, который можно увидеть на дороге во время жаркой погоды или в пустыне. Когда путешественнику в пустыне на горизонте видится вода, это означает, что луч света с неба прошел через слои воздуха и человек видит на песке отражение неба, кажущееся водой.
Мираж (зеркальная гладь воды) в Аравийской пустыне. (Фото: wikipedia.org)
Верхний мираж
Верхний мираж случается, когда внизу «лежит» холодный воздух, а наверху — теплый. В таком случае человек может прямо перед собой увидеть корабль, парящий над морем, хотя на самом деле корабль находится на воде за горизонтом. Как поясняет Сергей Стафеев, верхние миражи случаются в высоких широтах — ледяных полях или на холодных водных поверхностях. Случаются они реже, чем нижние миражи. «При этом верхний мираж более стабилен. Если внизу холодный воздух, а наверху теплый, то слои воздуха меньше перемешиваются, а значит мираж остается виден дольше», — говорит он.
Верхний мираж самолета на льду. (Фото: Yoann SALLAZ-DAMAZ / wikipedia.org)
Боковой мираж
Боковой мираж возникает по такому же принципу как нижний, но отражение идет от вертикальной поверхности, например, от нагретой стены. В отражении стены человек, как в зеркале, может увидеть все, что вокруг нее.
Серая неровная стена крепости в боковом мираже стала словно полированной, прозрачной. (Фото: Я. Перельман. Занимательная физика. Книга 1.)
Фата-Моргана
Это самый сложный из миражей. Он возникает, когда чередуются слои теплого и холодного воздуха. Такая многослойность воздуха может приводить к фантастическим эффектам — умножению видимых образов. Так, вместо одного реального объекта человек видит несколько повторяющихся, причем они могут быть перевернуты, увеличены или уменьшены.
Последовательность Фата-Морганы Фараллонских островов, видимая из Сан-Франциско. (Фото: Brocken Inaglory / wikipedia.org)
Брокенский призрак
Он возникает, как правило, в горах, и для его появления необходим туман и солнце за спиной смотрящего. Солнце светит из-за спины, тень человека увеличивается, проходя через туман. Плюс над головой у тени из-за солнца появляется свечение — получается такой большой призрак со светящимся нимбом над головой.
Брокенский призрак. (Фото: wikipedia.org)
Зеленый луч
Это оптическое явление возникает над водой в теплую безоблачную и безветренную погоду. Как поясняет Сергей Стафеев, в момент, когда солнце вот-вот уйдет за горизонт, человек видит его не багрово-красным, а изумрудно-зеленым. «Солнечный свет состоит из разных цветов. Получается так, что красные лучи уходят выше глаза, фиолетовые лучи рассеиваются и уходят ниже, и фактически из всего солнечного спектра остается только зеленый. И вдруг вы видите зеленое солнце», — говорит он.
Солнце в виде зеленого луча в на острове Шри-Ланка.
(Видео: Serge Mayd / YouTube)
Чем опасен мираж
Сам по себе мираж ничем не опасен для человека. Однако если путник увидит мираж, путешествуя по пустыне, это может сбить его с пути и привести к гибели. Есть немало рассказов о том, как в пустынях терялись целые караваны: увидев в мираже оазис, люди меняли маршрут и терялись в песках. Сейчас с этим чуть проще — для путешественников есть карты, где отмечены зоны возникновения миражей и указано, в образе чего именно они могут появиться — горных цепей, пальмовых рощ.
Как понять, что перед вами мираж
Если хорошо приглядеться, мираж можно отличить от реального объекта. «Характерной особенностью миража является его подрагивание. Здесь я могу сослаться на то, что видели все. Вот если вы смотрите куда-то вдаль сквозь воздух, поднимающийся от костра или от спички, то происходит как будто бы мерцание изображения. Это визуализирует теплые потоки воздуха, поднимающиеся наверх. Таким образом, если видимый объект на горизонте подрагивает, скорее всего, это мираж», — говорит Сергей Стафеев.
Где можно увидеть мираж
Нижние миражи можно увидеть, если впереди раскаленная поверхность — асфальтированная дорога, пески пустыни. В Сети, например, есть кадры миражей в пустыне Сахара (Египет) [4], в пустынях Синьцзяна (Китай) [5], в Долине Смерти (США) [6].
Брокенский мираж можно увидеть в горах. В России, например, его видели на Алтае [7]. Фата-Моргана люди нередко видели [8] на Мальте. Верхний мираж над водой был замечен в штате Гоа в Индии [9].
На протяжении четырех часов в мае 2006 года люди видели мираж [10] в районе Пэнлай провинции Шаньдун на востоке Китая. Туман, поднимающийся над берегом Желтого моря, создавал образ современных высотных зданий города. Мираж возник после того, как в городе два дня шли дожди. Тогда эксперты объяснили появление миража тем, что влага в воздухе стала теплее, чем температура морской воды, которая преломляет лучи солнечного света, создавая отражение пейзажа в небе.
Как возникают миражи?
Как возникают миражи и что такое рефракция и фата-моргана и кто такой Боккенский призрак?
©Wikipedia
Вода обладает оптической плотностью и коэффициентом преломления, отличными от воздуха. По тому же самому принципу «работают» и миражи. Главное условие их появления – резкое изменение оптической плотности воздуха.
Миражи часто ассоциируются с пустынями, и такая ассоциация совершенно оправданна, ведь появляются они там, где поверхность земли, а значит и слой воздуха над ней сильно нагреты солнечными лучами. Температура у поверхности должна быть действительно высокой – порядка 60-70°С (до такой температуры и раскаляется песок в пустыне, а иногда даже и воздух над асфальтированной дорогой).
В этом случае оптический луч, идущий от какого-то реального предмета, отклоняется по кривой в нижнем слое воздуха, попадая в ваши глаза, которые вдруг начинают видеть этот предмет вверх тормашками. Именно такое перевернутое мнимое изображение неба и создает иллюзию водной глади в безжизненной пустыне. Это явление в оптике называют нижним миражом. Такая картинка, впрочем, не устойчива: поскольку нагретый воздух стремится вверх, мираж может дрожать, искажаться, а то и вовсе пропасть.
Более редки так называемые верхние миражи. Условием их появления является наличие в некотором воздушном слое над поверхностью земли сильной температурной инверсии (увеличения температуры с высотой). Когда это происходит, лучи преломляются как раз в этом нагретом слое и мираж, который вы видите, словно парит над землей. Увы, этот вид миража также нельзя назвать устойчивым, ведь столь необычное распределение температуры в атмосфере не бывает продолжительным.
И уж совсем редки случаи появления верхних и нижних миражей одновременно. Они носят название «фата-моргана» – по имени феи Морганы, живущей, по преданию, на морском дне и обманывающей путешественников призрачными видениями. Лучи в этом случае преломляются как в верхнем, так и в нижнем слоях воздуха. В итоге вы видите искаженную до неузнаваемости картину, принимая обыкновенный камень за небоскреб, а скалу – за средневековый замок. Фата-моргану можно наблюдать в низких широтах в непосредственной близости от морского берега.
Именно рефракцию в первый раз наблюдал голландский мореплаватель Виллем Баренц на Новой Земле зимой 1596-1597 годов. Этому явлению он дал название «эффект Новой Земли». И именно в связи с этим эффектом полярный день на полюсах может быть на 14 суток длиннее полярной ночи, хотя и дню, и ночи «положено» длиться здесь ровно полгода.
Может, именно миражами можно объяснить и многие другие свидетельства появления «призраков» или, к примеру, НЛО?