Презентація Міраж фізичне явище природи

Міраж (фр. mirage від лат. mirare — приблизний переклад: «поглянь на дивовижу») або марево — явище аномальної рефракції світла в атмосфері, при якому крім предметів в їхньому дійсному положенні, з'являються також їхні уявні зображення, які є результатом внутрішнього відбиття в атмосфері. Існують регіони, де міражі через особливості рельєфу і циркуляції повітря спостерігаються частіше, ніж в інших місцях, перш за все — в пустелях. Міраж Підготувала вчитель ЗЗСО І-ІІІ ст. с. Нове Місто Добромильської ТГ САВРЕЙ Галина

Перші наукові пояснення явища пов'язані з єгипетським (1799 р.) походом Наполеона Бонапарта. Було зафіксовано, що вдень, коли сонце починало зігрівати земну поверхню, вона починала здаватися затопленою, а села вигладали острівцями серед безмежного озера. Під кожним з них видно було його дзеркальне зображення, а доповнювало ілюзію відображення небосхилу. Утворення міражів пояснюється тим, що промені світла заломлюються при переході з одного середовища в інше. Зокрема міражі виникають при переході між шарами повітря, що мають різну температуру та відповідно густину, і достатньо різку межу. В результаті заломлення променів далекі об'єкти виглядають зміщеними, або видно їхні віддзеркалення. Для утворення міражу в природі обов'язковою умовою є чисте небо та яскраве освітлення від сонця або місяця

Один з учасників експедиції, Гаспар Монж, припустив, що за відсутності вітру шар повітря біля поверхні землі сильно прогрівається. У міру віддалення від поверхні його температура різко падає, часом — до 30 градусів на сантиметр. А чим вища температура, тим менший показник заломлення повітря. Таким чином біля самої землі повітря заломлює світло слабше, ніж на висоті кілька сантиметрів від неї. Через це світло в повітрі поширюється не прямолінійно, а за кривою лінією.

Як виникають міражі?Міраж, в перекладі з французької мови означає “видимість”. У рядового обивателя слово “міраж”, швидше за все, асоціюється зі спекотною пустелею, в якій виснажений спрагою подорожній бачить ілюзорний оазис, досягти якого неможливо. Сам по собі, міраж, безумовно, явище досить ефектне, яке може спантеличити і ввести в оману недосвідченого мандрівника. Однак, з фізичної точки зору нічого дивного або надприродного в міражі немає – це всього лише банальне відображення променів світла на межі поділу двох середовищ з різною щільністю. Будь-який бажаючий може відкрити шкільний підручник елементарної фізики, і в розділі “Оптика” дізнатися, що промінь світла, в залежності від кута його падіння, на кордоні двох середовищ з різною щільністю заломлюється і розділяється на дві частини – одна частина рухається далі в новому середовищі, інша частина – відбивається назад в ту середу, з якої вийшов промінь (див. картинку внизу). На зображенні добре видно, що при певному куті падіння променя він повністю відбивається назад. Не будемо зараз далі заглиблюватися в фізичні нюанси оптики, повернемося до міражів. Зі сказаного вище зрозуміло, що міраж може виникати тільки при наявності певних природних умов, а саме – наявності двох повітряних мас, що мають різну температуру, а значить, різну щільність. При цьому, чим тонше межа їх розділу, тим чіткіше буде зображення міражу. Також, чим вище лежить межа розділу повітряних мас, тим далі видно міраж.

Нижній міраж Спостерігається при дуже великому вертикальному градієнті температури (зниженні її з висотою) над перегрітою рівною поверхнею: часто пустелею або асфальтованою дорогою. Сонячні промені нагрівають поверхню, від якої нагрівається нижній шар повітря. Він у свою чергу спрямовується вгору, замінюючись новим, який нагрівається і так само прямує вгору. Світлові промені завжди викривляються від теплих шарів у бік холодніших. Зображення неба за нижнього міража створює ілюзію води на поверхні. Тому дорога, що йде вдалину в спекотній літній день, здається мокрою. Багато хто може не знати, що для того, щоб побачити міраж, зовсім не треба їхати в пустелю або до моря. Більш того, напевно, жителі великих міст щоліта спостерігають міражі, але не надають цьому значення. Йдеться про, так званих, нижніх міражі, коли на дорозі, що йде вдалину в спекотний день можна побачити відображення їдуть автомобілів в асфальті, як ніби там розлита вода – це і є нижній міраж. Нижній міраж, як правило, нестійкий і розмитий, т. К. Нагріте повітря прагне вгору, відбите зображення тремтить, спотворюється, а то і зовсім пропадає. Верхній міраж Верхній міраж далекого берега над поверхнею води. Верхній міраж або міраж дальнього виду спостерігається над холодною земною поверхнею при інверсійному розподілі температури (температура повітря зростає з підвищенням висоти). Промені світла, що йдуть від предметів на Землі, дугоподібно викривляються і повертаються вниз. За таких умов можна побачити предмети за горизонтом. Зображення може бути перевернутим і сприйматися як зависле в повітрі. Нерідко такі міражі бувають подвійними, коли одночасно спостерігаються пряме й перевернуте зображення. Верхній міраж трапляється в цілому рідше, ніж нижній, але частіше буває стабільнішим, оскільки холодне повітря не має тенденції рухатися вгору, а тепле — вниз. Більш рідкісні верхні міражі – це ті, які бачать мандрівники в пустелі або на морі, коли на певній висоті формуються повітряні потоки з різними температурами. Швидше за все, так народився міф про “Летючого голландця”, коли перед здивованим поглядом моряків несподівано в повітрі з’являвся корабель, який фактично знаходився далеко за горизонтом і не міг бути видно. Згідно з однією поширеною легендою, стародавні Вікінги відкрили Ісландію саме таким чином.

Бічний міраж Цей вид міражів виникає, коли шари повітря однакової щільності розташовуються в атмосфері не горизонтально, а похило чи вертикально. Такі умови можуть створюватися біля нагрітих стін, скель. Вже зовсім рідкісне явище – бічний міраж, коли повітряні потоки з різною щільністю (температурою) є не горизонтальними, а вертикальними. Фата-моргана в пустеліФата-моргана — оптичне явище в атмосфері, що складається з декількох форм міражів. При цьому віддалені предмети видно багаторазово і з різноманітними викривленнями, змінами розміру. Для виникнення такого міражу залежність температури від висоти має бути непостійною, температура місцями то зростає з висотою, то зменшується . Але, найдивовижнішим видом міражу є “Фата Моргана” (на честь Моргани Ле Фей – злої чаклунки, що викликала ці міражі), коли верхній і нижній міражі виникають одночасно, при цьому, промені світла заломлюються, як у верхньому, так і в нижнім повітряних шарах. В результаті такої складної оптичної метаморфози спостерігач приймає звичайний камінь за хмарочос, а скелю – за середньовічний замок. Фата-Моргана спостерігається поблизу морського узбережжя в низьких широтах. Одним з найвідоміших місць на землі, де часто виникає Фата-Моргана – це місто Мессіна (італійська Сицилія)

Цікавинки про міражі : Міражі - явище унікальне і непередбачуване. У теорії ми знаємо про міражі усе, учені можуть точно розповісти всі процеси виникнення міражу, а ось на практиці побачити їх не так-то просто, в основному із-за того що міражі не з'являються за замовленням, їх явище завжди не передбачуване. Хазяйкою цього загадкового явища за переказами є Фата Моргана, міфічне створіння, що живе на морському дні і обманює мандрівників примарними явищами. Складні явища міражу з різким спотворенням виду предметів теж носять назву Фата-моргана. Міражі - явище оптичне, виникає в атмосфері, фактично це відображення світла між шарами повітря різними по щільності.  У історії є приклади найпростіших міражів, наприклад, образ калюжі на дорозі або в полі, пустелі. А так само відомі випадки, коли одночасно декілька людей бачили величезні міста, що висять в небі. Міражі люди бачили ще в глибокій старовині. Найбарвистішими міражами в історії описуються міражі Палестини, побачені хрестоносцями. А ось, наприклад, єгиптяни вірили, що міраж це образ того чого на світі більше немає, чогось що існувало і зниклого з лиця землі. В горах дуже рідко, при збігу певних умов, можна було побачити "спотвореного себе" на досить близькій відстані. Пояснюють це явище тим що є наявність в повітрі "стоячої" пари води. Цікаво,  що найяскравіші і чіткіші видіння виникають не в пустелі,  як прийнято вважати,  а в умовах екстремального холоду - на Алясці. Аляска на сьогодні, одне з самих кращих місць для появи міражів. Там, навіть створено суспільство по вивченню цього явища, яке фіксує усі міражі в спеціальний журнал. У фізиці відоме таке явище як рефракція, це процес коли світлові промені викривляються від теплих убік холодніших.  Це відбувається приблизно таким чином: промені від світлого неба йдуть до землі, а потім згинаються, відштовхуючись від поверхні у бік ока. Виходить, що формально ми бачимо небо, тільки значно нижче, ніж воно є насправді. А ефекти руху і переливань викликані неоднорідністю теплих потоків, що поступають від теплої поверхні. Міражі можуть бути стабільними і блукаючими, горизонтальними і вертикальними. Кожен з них виникає дещо по-іншому, так як атмосферні явища, які їх викликають, абсолютно різні не тільки за формою, а й з-за причини виникнення, тому класифікація цього феномена досить умовна.

Найбільш цікаві і дивовижні факти про міражіМіраж — оптичне явище. Міражі виникають, коли світло відбивається від шарів повітря різного ступеня щільності і різних температур. Фата-моргана — не синонім слова «міраж», а лише один з його різновидів. Міражі бувають як над спекотною поверхнею, так і над холодною, але перші спостерігаються частіше. В результаті міражу, що виник в холодну погоду, спостерігач може побачити розташовані за горизонтом об’єкти. Легенди про летючі кораблі в епоху вітрильних суден зобов’язані своїм походженням саме міражам. Існують також дуже рідкісні об’ємні міражі, коли людина може побачити саму себе, причому близько. Такі міражі можуть виникнути, якщо повітря буде насичене водяними парами. Стародавні єгиптяни вірили, що міражі — це привиди предметів і місць, що колись існували в реальності, але вже зникли. Найбільш яскраві і чіткі міражі зафіксовані в США, штат Аляска. Найскладніші міражі, які найбільш рідко зустрічається — рухома фата-моргана. А ось звичайні міражі над розігрітими сонцем асфальтовими дорогами спостерігати може кожен. У Північній Африці, в пустелі Ерг-ер-Раві, міражі згубили чимало мандрівників, «показуючи» їм оазиси, візуально розташовані в кількох кілометрах, в той час як реальне до них відстань перевищує півтисячі кілометрів. Існують задокументовані свідчення, які підтверджують, що цілі групи людей спостерігали величезні складні міражі у вигляді цілих міст в небесах. У японському містечку Уоцу, розташованому на узбережжя, також періодично спостерігаються міражі, через які прибережні будинку як би ширяють над водами затоки. Міраж можна відтворити штучно