Верхний мираж

Cтраница 1

Верхние миражи отличаются разнообразием. [1]

Существует еще один тип миража - так называемый верхний мираж 1, при котором возникает одно или несколько изображений предмета, как показано на рис. 5.11. Как объяснить это оптическое явление. [2]

Если в прилегающем к поверхности Земли слое воздуха температура быстро возрастает с удалением от поверхности, то возможно полное внутреннее отражение света в верхних частях этого слоя, приводящее к возникновению верхнего миража. Верхний мираж обычно наблюдается над морем и представляет собой прямое или перевернутое изображение удаленных предметов ( например, кораблей), располагающееся над ними. [3]

Если в прилегающем к поверхности Земли слое воздуха температура быстро возрастает с удалением от поверхности, то возможно полное внутреннее отражение света в верхних частях этого слоя, приводящее к возникновению верхнего миража. Он наблюдается над морем и представляет прямое или перевернутое изображение удаленных предметов ( например, кораблей), располагающееся над ними. [4]

Недаром такие миражи называют верхними. Верхний мираж может давать как прямое, так и перевернутое изображение. Показанное на рисунке 2.7 6 прямое изображение возникает, когда показатель преломления воздуха уменьшается с высотой относительно медленно. При быстром уменьшении показателя преломления образуется перевернутое изображение. Для простоты кривизна земной поверхности не принимается во внимание. Лучи от объекта, прежде чем попасть к наблюдателю А испытывают полное внутреннее отражение от границы ВС ниже которой в данном случае находится более плотный, а выше - менее плотный воздух. Видно, что верхний мираж дает перевернутое изображение объекта. [7]

Нижние ( озерные) миражи возникают над сильно нагретой поверхностью. Верхние миражи возникают, наоборот, над сильно охлажденной поверхностью, например над холодной водой. Если нижние миражи наблюдают, как правило, в пустынях и знойных степях, то верхние наблюдают в северных широтах. Например, жители города Ломоносова иногда отчетливо видят в воздухе здания и улицы Ленинграда, мосты через Неву. [8]

Во всех этих задачах ( за исключением задачи 5.9) рассмотрены миражи, обусловленные изменением с высотой показателя преломления воздуха в приземном слое. Этот показатель прежде всего зависит от температуры воздуха. Призрачные горы ( один из примеров верхнего миража) наблюдаются, когда температура воздуха повышается с высотой. [9]

А, два идущих от него луча попадают в глаз наблюдателя. Для объекта в точке В будут две видимые копии в пространстве образов, нижняя из которых перевернута вверх ногами. На фото 14, взятом из статьи Фрейзера и Маха, представлен один такой мираж; их называют двойными нижними миражами, так как земля кажется наклоненной вниз. Если лучи загибаются не вверх, а вниз, то мы имеем верхний мираж. [10]

Схемы образования. [11]

Нижний мираж ( рис. 16.4, а) возникает при сильном прогреве воздуха у нагретой поверхности, градиент п при этом направлен вниз, что приводит к изгибу лучей и отражению их от воздуха вблизи нагретой поверхности. Поскольку рефракционные эффекты в воздухе все-таки слабые, такое явление наблюдается при малых ( скользящих) углах падения, при этом можно наблюдать отраженные вниз предметы. Нижние миражи часто наблюдаются летом на прогретых дорогах с твердым покрытием. В отсутствии предмета вдали наблюдается отражение небосвода, что напоминает лужицы на дороге. Верхний мираж ( рис 16.4, б) возникает при скользящем отражении от слоя теплого воздуха, расположенного над охлажденным морем, при этом наблюдаются перевернутые изображения кораблей. При наличии приподнятого над поверхностью слоя инверсии или неоднократной перемены знака градиента показателя преломления с высотой могут наблюдаться и более сложные миражи, состоящие из нескольких сдвинутых изображений объекта. [12]

Летом при прояснении погоды воздух в верхних слоях атмосферы прогревается. Значит, начиная от поверхности земли, которая прогрелась за день, вертикально вверх температура сначала уменьшается, а затем увеличивается. Соответственно так изменяется и скорость звука, что ведет к изменению преломления. Поэтому звук слышен далеко. Аналогом данного явления может быть верхний мираж для световых лучей. Для звука также существуют зоны неслышимости, как и зоны невидимости для световых волн. [13]

Схемы образования нижнего ( а и верхнего ( б. [14]

На рис. 16.4 приведены схемы нижнего и верхнего миражей. Нижний мираж ( рис. 16.4, а) возникает при сильном прогреве воздуха у нагретой поверхности, градиент п при этом направлен вниз, что приводит к изгибу лучей и отражению их от воздуха вблизи нагретой поверхности. Поскольку рефракционные эффекты в воздухе все-таки слабые, такое явление наблюдается при малых ( скользящих) углах падения, при этом можно наблюдать отраженные вниз предметы. Нижние миражи часто наблюдаются летом на прогретых дорогах с твердым покрытием. В отсутствии предмета вдали наблюдается отражение небосвода, что напоминает лужицы на дороге. Верхний мираж ( рис 16.4, б) возникает при скользящем отражении от слоя теплого воздуха, расположенного над охлажденным морем, при этом наблюдаются перевернутые изображения кораблей. При наличии приподнятого над поверхностью слоя инверсии или неоднократной перемены знака градиента показателя преломления с высотой могут наблюдаться и более сложные миражи, состоящие из нескольких сдвинутых изображений объекта. [15]

Страницы: 1 2