سراب چیست و چگونه ایجاد می شود
در مقاله سراب چیست می خوانیم که مغز این را به عنوان آب موجود در جاده تفسیر می کند زیرا آب نور آسمان را به همان روشی که گرادیان درجه حرارت عمودی انجام می دهد منعکس می کند. برای مطالعه کامل مقاله تا انتها با مجله عملی آندرومدا مگ همراه باشید.
چه عواملی باعث وجود سراب می شوند؟
برای درک چگونگی شکل گیری سراب ابتدا باید درک کرد که چگونه نور از طریق هوا عبور می کند. اگر هوا کاملاً سرد یا گرم باشد نور از طریق آن به صورت مستقیم حرکت می کند.
اگر گرادیان دمایی ثابت وجود داشته باشد ، نور یک مسیر منحنی را به سمت هوای خنک تر دنبال می کند. توضیح استاندارد فیزیک برای این پدیده این است که هوای سرد نسبت به هوای گرم ضریب شکست نور بالاتری دارد.
در نتیجه، فوتونها (ذرات نور) سریعتر از آنکه بتوانند از طریق هوای سرد عبور کنند از طریق هوای گرم عبور می کنند زیرا هوای گرم از چگالی کمتری برخوردار است.
توضیح الکترودینامیک کوانتوم این است که فوتونها همیشه هنگام سفر از یک نقطه به نقطه دیگر مسیر حداقل زمان را طی می کنند. برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر در حداقل زمان، فوتون ها حتی اگر طول مسیر منحنی باشد و مسافت بیشتری از مسیر مستقیم را طی کند یک راه میانبر را در نظر میگیرند. سراب نتیجه حرکت مستقیم فوتونها است که مسیر حداقل زمان را در بخش های درجه حرارت عمودی طی می کنند.
شرایط ایده آل برای سراب در هوا در یک روز گرم و آفتابی بر روی یک سطح صاف است که انرژی خورشید را جذب می کند و کاملا گرم می شود. در صورت وجود این شرایط، هوای نزدیک به سطح گرمتر است و چگالی کمتر دارد و چگالی هوا به تدریج با افزایش ارتفاع افزایش می یابد. فوتون ها هنگام ورود به مسیر منحنی از آسمان به چشم بیننده می رسند.
این توهم از آنجا ناشی می شود که الکترودینامیک کوانتوم بصری نیست و مغز انسان تصور می کند که نور در یک خط مستقیم حرکت می کند. بیننده ای که مثلاً در یک روز گرم و ثابت به جاده پیش رو نگاه می کند آسمان را می بیند زیرا فوتون های آسمان مسیر منحنی را طی می کنند که زمان صرف شده را به حداقل می رساند.
مغز این را به عنوان آب موجود در جاده تفسیر می کند زیرا آب نور آسمان را به همان روشی که گرادیان درجه حرارت عمودی انجام می دهد منعکس می کند.
یک آزمایش ساده می تواند نحوه خم شدن یک پرتو نور در یک شیب چگالی عمودی را نشان دهد. مثلایک مخزن شیشه ای طولانی را با آب پر کنید ، قند را در آب حل کنید و یک انتهای پرتو لیزر را بیندازید. شیب عمودی تولید شده توسط غلظت قند باعث خم شدن پرتو نور لیزر می شود. اگر مخزن به اندازه کافی بلند باشد و اگر یک آینه نیز پایین مخزن قرار گیرد، پرتو در امتداد کف مخزن حالت پرش به خود میگیرد.