Миражи, виды, как возникают, применение

Что такое миражи?

"Миражи - это оптические иллюзии, которые возникают в результате преломления света в атмосфере. Они могут появляться в различных формах и видах, в зависимости от условий окружающей среды и особенностей человеческого восприятия…"

---

Полезные статьи:

---

   Содержание:

---

1. История изучения

2. Виды миражей

• Нижний
• Верхний
• Боковой
• Фата-Моргана

3. Классификация

4. Физические причины возникновения

5. Где можно увидеть?

6. Применение миражей

7. Мираж своими руками

История изучения миражей

История изучения миражей начинается с древних времен, когда люди впервые столкнулись с этим явлением. Это оптические иллюзии, которые возникают из-за особенностей преломления света в атмосфере. Миражи могут возникать в различных формах, размерах и красках.

Первые упоминания о миражах можно найти в литературных произведениях и мифах различных народов. Например, в греческой мифологии есть легенда о городе, который был скрыт под водой и иногда появлялся как мираж. В Библии также упоминается о мираже – явлении, которое произошло во время путешествия Моисея через пустыню.

В средние века ученые начали изучать миражи более подробно. Они проводили эксперименты, пытаясь объяснить это явление с научной точки зрения. Один из первых ученых, который попытался объяснить миражи, был Аристотель. Он считал, что миражи возникают из-за отражения света от облаков или других объектов.

В XIX веке французский ученый Эжен Видаль открыл закон преломления света, который объяснил, как возникают миражи. Он также провел ряд экспериментов, чтобы доказать свою теорию.

Сегодня миражи изучаются в рамках оптики и метеорологии. Ученые продолжают исследовать это явление, чтобы лучше понять, как оно возникает и какие факторы влияют на его появление.

Виды миражей

Нижний мираж

Нижний мираж (также известный как "нижняя инверсия") - это оптическое явление, при котором объекты или вода кажутся находящимися выше своего фактического положения. Это происходит из-за разницы в температуре между нижними и верхними слоями воздуха, что приводит к инверсии плотности.

Когда теплый воздух находится над холодным, он может образовывать слой, в котором температура увеличивается с высотой. Этот слой называется инверсией и может возникать по разным причинам, например, из-за близости к земле, где температура обычно выше, или из-за наличия промышленных выбросов, которые могут нагреть воздух.

В случае нижнего миража, объекты, находящиеся ниже инверсионного слоя, могут казаться перевернутыми или искаженными. Это происходит потому, что свет от этих объектов проходит через инверсионный слой, который действует как линза, искривляя изображение.

Нижний мираж может быть очень красивым, особенно если он возникает над водой или другими отражающими поверхностями. Однако он также может быть опасен, так как может привести к неправильным оценкам расстояния и высоты объектов, что может привести к авариям или другим проблемам.

Чтобы избежать ошибок, связанных с нижним миражом, пилоты и моряки должны быть осведомлены о возможности его возникновения и использовать специальные приборы для определения фактической высоты объектов.

Верхний мираж

Верхний мираж - это атмосферное явление, которое возникает из-за рефракции света в нижних слоях атмосферы. Это явление создает иллюзию того, что объекты, находящиеся на горизонте или за ним, поднимаются вверх.

Обычно верхний мираж наблюдается в условиях высокой температуры и влажности воздуха, когда земля нагревается сильнее, чем воздух над ней. В результате преломления света, объекты на горизонте кажутся приподнятыми и перевернутыми.

Это явление может быть очень красивым и впечатляющим, особенно когда оно происходит на море или в пустыне. В некоторых случаях верхний мираж может создать иллюзию огромных озер или островов в небе.

В целом, верхний мираж является интересным и редким явлением, которое может наблюдаться в разных уголках мира. Оно напоминает о том, насколько удивительна и непредсказуема может быть природа.

Боковой мираж

Боковой мираж, также известный как рефракция, является оптическим явлением, которое возникает из-за изменения направления света в атмосфере. Это происходит, когда лучи света от удаленных объектов изгибаются из-за различий в температуре и плотности воздуха на разных высотах. В результате объекты, которые обычно не видны, могут быть видны в измененном виде или даже перевернутыми.

Боковой мираж обычно наблюдается на больших расстояниях от горизонта, особенно вблизи больших водоемов, таких как океаны и озера. Из-за изменений температуры и влажности воздуха на большой высоте свет может быть отклонен так, что он достигает глаза наблюдателя под углом, отличным от прямого.

Одной из самых известных и впечатляющих демонстраций бокового миража является так называемый "зеленый луч", который можно увидеть на море. Это явление происходит, когда солнце находится очень низко над горизонтом, и лучи света проходят через атмосферу под определенным углом. В результате на горизонте появляется зеленая полоса света, которая исчезает, как только солнце полностью скрывается за горизонтом.

В общем, боковой мираж - это интересное и завораживающее явление, которое демонстрирует, как свет может преломляться и искажаться из-за атмосферных условий. Оно также служит напоминанием о том, как мало мы знаем о природе света и его взаимодействии с окружающей средой.

Фата-моргана

Фата-моргана - это сложное оптическое явление, которое приводит к появлению на горизонте или в небе очень ярких и изменчивых изображений. Эти изображения могут быть как реальными, так и полностью вымышленными. Название этого явления происходит от имени персонажа из ирландской мифологии - феи Морганы.

Фата-моргана возникает в результате преломления и отражения света в слоях воздуха с разной температурой и влажностью. В результате этого процесса лучи света изгибаются и создают изображения, которые могут быть искажены и удвоены.

Одним из наиболее известных примеров фата-морганы является так называемый "двоичный мираж", когда одно и то же изображение объекта может быть видно дважды, причем одно из изображений может быть перевернутым.

Также фата-моргана может создавать иллюзию движения объектов, например, кораблей на горизонте. Это происходит из-за того, что изображения объектов могут мерцать и изменяться, создавая иллюзию движения.

В целом, фата-моргана представляет собой удивительное и красивое явление природы, которое может удивлять и восхищать тех, кто его наблюдает. Однако, следует помнить, что это явление может привести к неправильным оценкам расстояний и направлений, поэтому при наблюдении фата-морганы нужно быть осторожным и внимательным.

Классификация миражей

1. По типу изображения:

• прямые (показывающие объекты там, где они действительно находятся);
• перевернутые (показывающие объекты вверх ногами);
• измененные (искажающие форму объектов).

2. По виду отражения:

• Зеркальные миражи - изображение объекта отражается в атмосфере, как в зеркале;
• Фасцинирующие миражи - возникает множественное искаженное изображение;
• Параллельные миражи – изображение объекта растягивается в горизонтальном направлении.

3. В зависимости от типа преломления:

• Конвекционные миражи - возникают из-за неравномерного нагревания земли и воздуха;
• Адвекционные миражи – вызваны движением воздушных масс;
• Рефракционные миражи – образуются из-за изменения скорости распространения света в атмосфере.

4. По стабильности изображения:

• Стабильные миражи (изображение четкое и не изменяется);
• Нестабильные миражи (изображение расплывчатое и постоянно меняется).

5. По цвету:

• Цветные миражи (наблюдается изменение цвета изображения);
• Бесцветные миражи.

6. По степени реальности изображения:

• Реалистичные миражи (схожесть с оригиналом);
• Нереалистичные (искажения и деформации).

7. По форме изображения:

• Плоские миражи (плоское изображение);
• Объемные миражи (трехмерное изображение).

Физические причины возникновения миражей

Миражи возникают из-за специфических условий преломления света, которые приводят к тому, что мы видим объекты, расположенные на расстоянии, как если бы они были ближе или дальше. Вот основные физические принципы, лежащие в основе возникновения миражей:

Преломление света 

Когда свет проходит через границу двух сред с различными показателями преломления (такими как воздух и вода), он преломляется. Это означает, что луч света изгибается или отклоняется от своего первоначального направления.

Ветровые волны 

Создают изменяющиеся условия преломления, которые могут привести к возникновению миражей. Когда температура, влажность и давление воздуха быстро меняются, свет может быть преломлен таким образом, что объект, находящийся на большом расстоянии, кажется ближе или наоборот.

Отражение света

Миражи могут также возникать из-за отражения света от поверхностей, таких как вода или лед. В этом случае, свет, отраженный от объекта, может быть преломлен и отражен несколько раз, создавая иллюзию близкого или далекого объекта.

Дифракция света

Дифракцией света называется его способность огибать препятствия и проходить через узкие щели. Это явление может приводить к тому, что объекты, находящиеся на большом расстоянии, могут быть видны более отчетливо, чем они есть на самом деле.

Интерференция света

Интерференция - это явление, при котором две или более световых волн складываются или вычитаются друг из друга, создавая интерференционные полосы или узоры. Это может привести к тому, что изображения объектов становятся более яркими или тусклыми в зависимости от условий окружающей среды.

В целом, миражи возникают из-за взаимодействия различных физических явлений, таких как преломление, отражение, дифракция и интерференция света, с изменяющимися условиями окружающей среды, такими как температура, влажность, давление и наличие водных поверхностей.

Где можно увидеть миражи?

Миражи можно наблюдать в разных местах, где воздух имеет неравномерную плотность, например, над горячими песками пустынь или на дорогах, ведущих к полюсам. Однако, наиболее впечатляющие и подробные миражи можно увидеть в следующих местах:

• Солончаки в США (Bonneville Salt Flats) - это высохшее соленое озеро, которое находится на границе штатов Юта и Невада. Здесь можно наблюдать различные виды миражей, включая перевернутые отражения автомобилей и людей.
• Пустыня Гоби в Монголии - здесь можно увидеть множество различных миражей, таких как фата-моргана, когда отдаленные объекты кажутся очень близкими.
• Долина смерти в США - одно из самых жарких мест на Земле, где температура может достигать более 50 градусов Цельсия. Здесь также можно наблюдать множество видов миражей.
• Национальный парк Чжанцзяцзе в Китае - здесь, благодаря уникальному рельефу, можно увидеть "небесные" или "ландшафтные" миражи, когда объекты на земле отражаются на облаках.
• Аравийская пустыня в Саудовской Аравии - здесь можно наблюдать миражи с очень высоким разрешением из-за низкой влажности воздуха и высокой температуры.
• Озеро Инле в Мьянме - на его поверхности часто возникают миражи близлежащих гор.
• Остров Крит в Греции - миражи здесь возникают из-за разницы температур воздуха над морем и сушей.
• Оазис Ливия в Алжире - здесь можно увидеть фата-моргану, которая возникает из-за того, что горячий воздух поднимается над песком и создает иллюзию воды.
• Долина вулканов в Никарагуа - здесь есть множество вулканических озер, которые создают условия для возникновения миражей.

Применение миражей

В авиации и космонавтике

Используются искусственные миражи для создания изображений объектов, которые находятся вне поля зрения пилота или космонавта. Например, на самолетах могут быть установлены системы, которые создают изображения объектов на лобовом стекле кабины, что позволяет пилоту видеть объекты, которые в противном случае были бы скрыты за облаками или другими препятствиями.

В военных целях

Миражи могут использоваться для создания ложных целей или для обмана противника. Например, во время Второй мировой войны использовались миражи самолетов, чтобы обмануть противника и заставить его думать, что у союзников больше самолетов, чем было на самом деле.

В развлекательных целях

Миражи также используются в парках аттракционов и на выставках. Например, в парке "Диснейленд" в Токио есть аттракцион "Путешествие в Средиземье", где посетители могут увидеть миражи персонажей из книг Дж. Р. Р.

В науке

Миражи используются для изучения свойств атмосферы и процессов, происходящих в ней. Например, миражи могут помочь ученым определить температуру, влажность и другие параметры атмосферы на больших высотах, где прямые измерения затруднены.

Как сделать мираж своими руками?

Вот пошаговая инструкция для создания простого, но эффектного миража:

1. Выберите место для установки миража. Это должно быть открытое пространство, где есть прямые солнечные лучи. Лучше всего подойдет место под открытым небом, чтобы создать иллюзию бесконечного горизонта.

2. Подготовьте материалы: большой лист прозрачного пластика или полиэтиленовой пленки, рулон скотча, несколько пластиковых бутылок с водой, ножницы, изолента и черная краска или маркер.

3. Разрежьте полиэтиленовую пленку на несколько длинных полос. Они должны быть достаточно широкими, чтобы их можно было легко прикрепить к земле с помощью скотча.

4. Наполните пластиковые бутылки водой наполовину или на три четверти, в зависимости от размера бутылок. Затем плотно закрутите крышки.

5. Расположите пластиковые бутылки с водой на земле, на расстоянии примерно 1-2 метра друг от друга. Бутылки должны быть обращены горлышками в одну сторону - это будет направление вашего "горизонта".

6. Прикрепите полосы полиэтилена к бутылкам, начиная с верхней части бутылок и опускаясь вниз. Используйте скотч, чтобы закрепить пленку на бутылках. Убедитесь, что каждый последующий слой пленки немного перекрывает предыдущий.

7. Продолжайте добавлять слои пленки, пока не достигнете желаемого эффекта глубины. Чем больше слоев вы добавите, тем более реалистичным будет мираж.

8. Теперь возьмите черную краску или маркер и аккуратно нарисуйте контуры объектов на вашем мираже. Это могут быть горы, здания, корабли или любые другие объекты, которые вы хотите видеть на горизонте. Не забывайте о тенях и деталях, чтобы мираж выглядел более реалистично.

9. Оставьте мираж на солнце на несколько часов или дней, чтобы вода в бутылках нагрелась и начала испаряться. Это создаст иллюзию "мерцания" на мираже, как будто это настоящий горизонт.

10. Когда солнце сядет и температура воздуха снизится, ваш мираж начнет исчезать. Чтобы продлить эффект, вы можете использовать небольшую емкость с теплой водой и периодически распылять ее на мираж, чтобы поддерживать испарение воды.

Таким образом, вы создадите простой и красивый мираж, который будет радовать вас и ваших друзей своей красотой и реалистичностью.