Мираж

Мираж чтобы -это естественное оптическое явление , в котором световые лучи изгибаются через преломление, получить смещенное изображение отдаленных объектов или неба. ^{[ 1 ]} Слово приходит на английский через французский (SE) Mirer , от латинского Мирари , что означает «смотреть, на что -то, чтобы удивляться». ^{[ 2 ]}

Миражи могут быть классифицированы как «низшие» (что означает более низкий), «превосходный» (означает более высокий) и « фата Моргана », один вид превосходного мира, состоящий из ряда необычайно сложных, вертикально сложенных изображений, которые образуют одно быстро меняющееся мираж Полем

В отличие от галлюцинации , мираж представляет собой реальное оптическое явление, которое можно захватить на камеру, поскольку световые лучи фактически преломляются, чтобы сформировать ложное изображение в местоположении наблюдателя. Однако, по -видимому, изображение, по -видимому, определяется интерпретирующими способностями человеческого разума. Например, нижние изображения на суше очень легко ошибаются за отражения от небольшого водоема.

Низкий мир

Схема нижнего миража, показывающая а) нерефрактивную линию обзора , б) преломленная линия видимости и в) кажущееся положение преломленного изображения.

В нижнем мире изображение Mirage появляется под реальным объектом. Настоящим объектом в нижнем мире является (синее) небо или любой далекий (следовательно, голубоватый) объект в том же направлении. Мираж заставляет наблюдателя видеть яркое и голубоватое пятно на земле.

Световые лучи, исходящие от определенного отдаленного объекта, проходят через почти одинаковые слои воздуха, и все преломляются под одинаковым углом . Следовательно, лучи, поступающие с вершины объекта, поступят ниже, чем у дна. Изображение обычно перевернулось, усиливая иллюзию , что изображение неба, виденное на расстоянии, является зеркальным отражением на луже воды или масла, действующей как зеркало .

В то время как аэродинамика очень активна, изображение нижнего миража стабильна в отличие от Фата Морганы, которая может измениться в течение нескольких секунд. Поскольку более теплый воздух поднимается, в то время как более прохладный воздух (более плотный ) погружается, слои будут смешиваться, вызывая турбулентность . Изображение будет искажено соответственно; Он может вибрировать или растягиваться вертикально ( возвышающимся ) или сжатым вертикально ( наклонение ). Комбинация вибрации и расширения также возможна. Если несколько температурных слоев присутствует , могут смешиваться несколько мираж, возможно, вызывая двойные изображения. В любом случае, миражи, как правило, не превышают высоту около половины градусов (примерно угловой диаметр солнца и луны) и от объектов между десятками метров и в нескольких километрах.

Нижний мир, видимый в пустыне Мохаве на весне Невады
Нижнее мираж над Гранд -Траверс -Бэй в Мичигане

Тепловая дымка

Мираж горячих дорог, в котором «поддельная вода» появляется на дороге, является наиболее часто наблюдаемым примером низкого мира.

Тепловая дымка, видимая через выхлопную газ с реактивного двигателя

Тепловая дымка , также называемая тепловым мерцанием , относится к нижнему миру, наблюдаемому при просмотре объектов через массу нагретого воздуха. Общие случаи, когда возникает тепловая дымка, включают изображения объектов, просматриваемых через асфальтобетон (также известный как асфакл ), дороги и над каменными крышами в жаркие дни, над огнем (как при горящих свечах , нагревателях патио и костров ) и через вых. Газы из реактивных двигателей . При появлении на дорогах из -за горячего асфальта его часто называют «мировым шоссе». Это также происходит в пустынях; В этом случае это упоминается как «пустынный мирж». Как асфальт, так и песок могут стать очень горячими при воздействии солнца, легко на 10 ° C (18 ° F) выше, чем воздух на метр (3,3 фута) выше, достаточно, чтобы сделать условия, чтобы вызвать мирж.

Конвекция приводит к изменению температуры воздуха, а различия между горячим воздухом на поверхности дороги и более плотным прохладным воздухом над ним вызывает градиент в показателе преломления воздуха. Это создает размытый мерцающий эффект , который препятствует разрешению изображения и увеличивается, когда изображение увеличивается через телескоп или телеобъектив .

Свет с неба под мелким углом к дороге преломляется градиентом индекса, что делает его, как будто небо отражается на поверхности дороги. Это может показаться бассейном жидкости (обычно воды, но, возможно, других, таких как нефть) на дороге, поскольку некоторые виды жидкости также отражают небо. Иллюзия движется на расстояние, когда наблюдатель приближается к объекту Mirged, давая тот же эффект, что и приближение к радуге.

Тепловая дымка не связана с атмосферным явлением дымки .

Верхний Мираж

Вверху: превосходный мираж самолета на льду, станция МакМердо
Внизу: искусственный мираж, использующий сахарные растворы для имитации инверсионных слоев. ^{[ B ]}

Верхний мираж - это тот, в котором изображение миража, по -видимому, расположено над реальным объектом. Верхний мираж возникает, когда воздух под линией зрения холоднее воздуха над ним. Это необычное расположение называется температурной инверсией . В дневное время нормальный градиент температуры атмосферы представляет собой холодный воздух над теплым воздухом. Проходя через инверсию температуры, световые лучи согнуты, и поэтому изображение появляется над истинным объектом, отсюда и название превосходно . ^{[ 3 ]}

Превосходные мира довольно распространены в полярных регионах , особенно над большими листами льда, которые имеют равномерную низкую температуру. Превосходные миражи также встречаются в более умеренных широтах, хотя в этих случаях они слабее и имеют тенденцию быть менее гладкими и стабильными. Например, отдаленная береговая линия может показаться башней и выглядеть выше (и, таким образом, возможно, ближе), чем на самом деле. Из -за турбулентности, кажется, танцующие шипы и башни. Этот тип миража также называется Фата Моргана , или Хафгеррединг на исландском языке . ^{[ 4 ]}

Превосходный мираж может быть правой или вверх ногами, в зависимости от расстояния истинного объекта и градиента температуры. Часто изображение появляется как искаженная смесь вверх и вниз по частям.

Поскольку земля круглая, если кривизна изгибания вниз из световых лучей примерно такая же, как и кривизна земли , световые лучи могут проходить большие расстояния, в том числе из -за горизонта. Это было замечено и задокументировано в 1596 году, когда корабль в поисках северо -восточного прохода застрял на льду в Новой Айа -Земля , над арктическим кругом . Солнце, казалось, поднялось на две недели раньше, чем ожидалось; Настоящее солнце все еще было ниже горизонта, но его легкие лучи последовали за кривистью Земли. Этот эффект часто называют Novaya Zemlya Mirage . На каждые 111,12 километра (69,05 миль), которые световые лучи перемещаются параллельно поверхности Земли, солнце появится на 1 ° выше на горизонте. Инверсионный слой должен иметь только правильный градиент температуры на всем расстоянии, чтобы сделать это возможным.

Точно так же, корабли, которые настолько далеко, что они не должны быть видны над геометрическим горизонтом, могут появляться на горизонте или даже над горизонтом в качестве превосходных мираж. ^{[ 5 ]} Это может объяснить некоторые истории о летающих кораблях или прибрежных городах в небе, как описано некоторыми полярными исследованиями. Это примеры так называемых арктических мираж или холлингара на исландском языке.

Если вертикальный градиент температуры составляет +12,9 ° C (23,2 ° F) на 100 метров/330 футов (где положительный знак означает, что температура увеличивается на более высоких высотах), тогда горизонтальные свети появляться плоским. Если градиент меньше (как это почти всегда), лучи недостаточно согнуты и теряются в космосе, что является нормальной ситуацией сферического, выпуклого «горизонта».

В некоторых ситуациях отдаленные объекты могут быть повышены или понижены, растянуты или укорочены без вовлечения в жизнь.

Моргана девушка

Фата Моргана (название происходит от итальянского перевода Моргана Ле Фэй , феи, формирования сводного сестры короля Артура), является очень сложным превосходным миражом. Он появляется с чередованием сжатых и растянутых областей, прямого изображения и перевернутых изображений. ^{[ 6 ]} Фата Моргана также быстро меняется.

Миражи Fata Morgana наиболее распространены в полярных областях , особенно по большим листам льда с равномерной низкой температурой, но их можно наблюдать практически в любом месте. В полярных регионах Фата Моргана может наблюдаться в холодные дни; В пустынных районах и над океанами и озерами, в жаркие дни можно наблюдать фата Моргану. Для Fata Morgana инверсия температуры должна быть достаточно сильной, чтобы изгибы световых лучей внутри инверсии сильнее кривизны Земли . ^{[ 6 ]}

Лучи будут сгибаться и формировать дуги . Наблюдатель должен находиться в атмосферном воздуховоде , чтобы увидеть Фата Моргану. ^{[ 7 ]} Миражи Fata Morgana могут наблюдаться на любой высоте в атмосфере Земли , в том числе с горных вершин или самолетов. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Искажения изображения и изгиба света могут привести к впечатляющим эффектам. В своей книге «Погоня: погоня и погружение" Бисмарка " Людович Кеннеди описывает инцидент, который якобы произошел под Даниейным проливом в 1941 году, после погружения капюшона . Бисмарк Норфолком , преследуемый британскими крейсерами Саффолком и , вышел из виду в морский туман. В течение считанных секунд корабль вновь появился на паре к британским кораблям на высокой скорости. В тревоге крейсеры разделились, ожидая неизбежную атаку, и наблюдатели с обоих кораблей наблюдали в удивлении, когда немецкий линкор трепетал, стал нечетким и исчезающим. Радарные часы во время этих событий указывали на то, что Бисмарк фактически не внесла никаких изменений в ее курс.

Последовательность фата Морганы острова Фараллон , как видно из Сан -Франциско

Та же последовательность, что и анимация

Ночные миражи

Условия для производства миража могут возникать как ночью, так и днем. При некоторых обстоятельствах миражи астрономических предметов и миражных огней от движущихся транспортных средств, самолетов, кораблей, зданий и т. Д. Могут наблюдать ночью. ^{[ 1 ]}

Мираж астрономических объектов

Мираж астрономического объекта представляет собой естественное оптическое явление , в котором световые лучи склонны для создания искаженных или нескольких изображений астрономического объекта . Миражи могут наблюдаться для таких астрономических объектов, как солнце , луна , планеты , яркие звезды и очень яркие кометы . Наиболее часто наблюдаемыми являются закат и восход солнца .

Смотрите также

Примечания

^ Верхняя вставная рама показывает низкий мир на островах Фараллон . Второй вставной рамки-это острова Фараллон с зеленой вспышкой на левой стороне. Два нижних кадра и основная рамка показывают превосходные миражи островов Фараллон. В этих трех кадрах превосходные чудофража эволюционируют от 2-изображного миража (перевернутое изображение между двумя прямыми) до 5-изображного миража, а затем обратно 2-изображенного мираж. Такой дисплей согласуется с фатакой Морганой . Все кадры, но верхние были сфотографированы примерно на 50–70 футов (15–21 м) над уровнем моря. Верхняя рама была сфотографирована с уровня моря .
^ Кошка смотрит через стекло, которое имеет три слоя раствора, с уменьшением показателя преломления снизу вверх. Кошка появляется на нескольких изображениях. Это имитирует атмосферу с двумя инверсионными слоями.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} Линч, Ливингстон и Ливингстон 2001 .
^ «Определение миража» . Мерриам-Уэбстер . Получено 8 декабря 2019 года .
^ « Парящий корабль» сфотографировал у Корнишского побережья Уокером » . BBC News . 4 марта 2021 года.
^ Линч, Ливингстон и Ливингстон 2001 , с. 58
^ Образец, Ян (5 марта 2021 г.). «Уокер» ошеломил », увидев, что корабль парят высоко над морем у Корнуолла» . Хранитель . Получено 6 марта 2021 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Янг, Энди, введение в мир .
^ Янг, Энди, sdsu.edu , "Атмосферная оптика Глоссарий".
^ Дерст и Булл (1956). Встреченный Маг 85 С. 237–242.
^ Молодой, Эндрю. Аннотированная библиография Мираж, зеленых вспышек, атмосферной рефракции и т. Д.

Библиография

Линч, Дэвид К.; Ливингстон, Уильям Чарльз; Ливингстон, Уильям (11 июня 2001 г.). Цвет и свет в природе . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-77504-3 .

Внешние ссылки

Все виды мираж объясняют
China Daily, Rare Mirage в Penglai
Верхний мираж
Нижний мираж
Шоссе мираж
Fata Morgana Mirage от континентального разделения.
Боули, Роджер (2009). «Мираж» . Шестьдесят символов . Брэди Харан для Университета Ноттингема .

[1] Верхняя вставная рама показывает низкий мир на островах Фараллон . Второй вставной рамки-это острова Фараллон с зеленой вспышкой на левой стороне. Два нижних кадра и основная рамка показывают превосходные миражи островов Фараллон. В этих трех кадрах превосходные чудофража эволюционируют от 2-изображного миража (перевернутое изображение между двумя прямыми) до 5-изображного миража, а затем обратно 2-изображенного мираж. Такой дисплей согласуется с фатакой Морганой . Все кадры, но верхние были сфотографированы примерно на 50–70 футов (15–21 м) над уровнем моря. Верхняя рама была сфотографирована с уровня моря .

[4] Кошка смотрит через стекло, которое имеет три слоя раствора, с уменьшением показателя преломления снизу вверх. Кошка появляется на нескольких изображениях. Это имитирует атмосферу с двумя инверсионными слоями.

[FOOTNOTELynchLivingstonLivingston2001-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Линч, Ливингстон и Ливингстон 2001 .

[3] «Определение миража» . Мерриам-Уэбстер . Получено 8 декабря 2019 года .

[5] « Парящий корабль» сфотографировал у Корнишского побережья Уокером » . BBC News . 4 марта 2021 года.

[FOOTNOTELynchLivingstonLivingston200158-6] Линч, Ливингстон и Ливингстон 2001 , с. 58

[Sample_2021-7] Образец, Ян (5 марта 2021 г.). «Уокер» ошеломил », увидев, что корабль парят высоко над морем у Корнуолла» . Хранитель . Получено 6 марта 2021 года .

[An_Introduction_to_Mirages-8] Jump up to: ^а ^{беременный} Янг, Энди, введение в мир .

[Atmospheric_Optics_Glossary-9] Янг, Энди, sdsu.edu , "Атмосферная оптика Глоссарий".

[`SUPERIOR_MIRAGE_of_cumulus_cloudtop_from_airplane-10] Дерст и Булл (1956). Встреченный Маг 85 С. 237–242.

[Annotated_bibliography_of_mirages,_green_flashes,_atmospheric_refraction,_etc.-11] Молодой, Эндрю. Аннотированная библиография Мираж, зеленых вспышек, атмосферной рефракции и т. Д.

[ А ]

[ 1 ]

[ 2 ]

[ B ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]