Александр Грек
«Популярная механика» №4, 2006
Миражи — явление обычное не только для жарких пустынь, но и для холодных арктических территорий. Главное — неравномерно нагретые слои воздуха, которые в избытке присутствуют в этих уголках Земли. В зависимости от расположения слоев «бутерброда» миражи бывают двух типов — нижние и верхние. Нижним называется самый известный мираж — пустынный. Он появляется, когда у поверхности земли образуется прослойка более горячего воздуха. Понятно, что чаще всего они возникают в пустыне, когда солнце нагревает землю до состояния раскаленной сковороды. Но ехать в пустыню для того, чтобы увидеть такой мираж, вовсе необязательно — солнечным летним днем их полно и в нашей средней полосе, достаточно посмотреть на асфальт. Да, эти небольшие «лужи», которые возникают в мареве на шоссе, не что иное, как самый настоящий нижний мираж.
Физика этого явления проста. Нагретый воздух имеет более низкую плотность, чем холодный. Коэффициент преломления воздуха сильно зависит от его плотности. Если температура (а значит, и плотность) воздуха по мере удаления от земли уменьшается (так называемый нормальный температурный градиент), то в атмосфере фактически образуется призма. Световой луч, проходящий через такую призму, не распространяется по прямой, а отклоняется.
Что же представляют собой эти «лужицы»? Нижние миражи дают возможность увидеть кусочек неба, и это вызывает иллюзию водной глади, в которой отражается голубое небо. Умирающие от жажды путешественники в пустыне видели точно такие же «озера», и, думая, что это спасительный водоем, спешили навстречу своей смерти. Никаких дворцов, пальм или гурий они видеть не могли — это игры воображения (которое справедливо считает: если есть вода, значит, есть дворцы, пальмы и все остальное).
Воздушный бутербродВ миражах нет ничего сверхъестественного. Просто в зависимости от температуры (а значит, и плотности) воздуха меняется его показатель преломления. Световые лучи от объекта к наблюдателю, проходя через бутерброд из слоев с разными показателями преломления, изгибаются. Наблюдатель, привыкший к тому, что свет распространяется по прямой, автоматически располагает видимый объект на продолжении лучей. Именно этим объясняются нижние миражи (на иллюстрации — сверху слева) и верхние миражи (сверху справа и внизу).