Техника - молодёжи 1953-08, страница 29

8. МЕЗЕНЦЕВ

ЗЕРКАЛО В ВОЗДУХЕ

ВМессинском проливе в Южной Италии с давних пор наблюдают одно загадочное явление природы. По утрам, на восходе солнца, над морем появляются сказочные дворцы, средневековые замки, в воздухе танцуют люди-великаны, движутся гигантские деревья и животные. Фантастическая картина беспрерывно изменяет свой вид.

Причина этого необычного явления теперь хорошо известна. Воздушные призраки, появляющиеся над морем, - это всего лишь искаженные отражения домов, людей, деревьев и животных, находящихся на противоположном берегу пролива.

Роль зеркала выполняет здесь сам воздух.

Что же представляет собой воздушное зеркало? При каких условиях оно возникает?

Посмотрите как-нибудь на солнечный луч, пробивающийся сквозь закрытую ставню окна в темную комнату. Он прямой, как стрела.

Световой луч резко изменяет свой прямолинейный путь, преломляется лишь в том случае, когда попадает в какую-нибудь другую среду, например из воздуха в воду. Именно поэтому чайная ложка, опущенная в стакан с чаем, и кажется как бы надломленной в том месте, где она опущена в воду.

Однако, если говорить строго, свет распространяется в воздухе не совсем прямолинейно. Проходя через толщу атмосферы, лучи света почти всегда немного преломляются, сбиваются с прямого пути.

И понятно почему. Ведь окружающий нас воздух не однороден. Он состоит из слоев различной плотности. Проходя через такие слои атмосферы, свет проходит, по существу, через различные среды. При этом каждый раз, когда луч света из воздушного слоя одной плотности попадает в слой воздуха, плотность которого несколько иная, он хотя немного, но преломляется, изменяет свой прямолинейный путь, подобно тому, как это происходит на границе воздух — вода.

Обычно такие многократные преломления световых лучей в воздухе бывают незначительными и дают в общей сложности лишь небольшие смещения изображений предметов, не искажают их заметно.

Но бывает иначе: лучи света испытывают в атмосфере значительное искривление. Тогда далекие предметы мы видим совсем не там, где они расположены на самом деле, и часто в таком нелепом, изуродованном виде, что их нельзя узнать.

Такое явление называют миражем, маревом, мороком.

Когда заходит разговор о миражах, то обычно вспоминают пустыню, бредущий по холмистым пескам караван.

Известный русский путешественник А. В. Елисеев, побывавший в конце прошлого века в Сахаре, писал, что там миражи - явление очень частое, обычное.

Там еще существуют древние поверья, будто это проделки злых духов. «Моря дьявола» — так и сейчас называют миражи жители североафриканских пустынь.

Между тем причина воздушных призраков - миражей - легко объяснима; она основана на хорошо из

Рис, А. ПЕТРОВА

вестных законах преломления и отражения света.

В летнее время песок в пустыне нагревается очень сильно, нередко до 60-70°. От нагретого песка сильно нагревается и воздух, особенно его нижние слои, ближние к поверхности земли. Нагревающийся воздух расширяется, становится менее плотным, более разреженным; нижние слои атмосферы, лежащие у самой поверхности земли, становятся менее плотными, чем вышележащие слои. Чаще всего так бывает в первую половину дня, когда слои воздуха, непосредственно прилегающие к земле, уже прогрелись, а верхние еще холодные. Плотность воздуха в двух слоях может быть в этом случае резко различной,

В таких условиях разреженный слой воздуха, лежащий у земли, начинает играть роль зеркала, возникает мираж. Разберемся, как это происходит. '

Далеко на горизонте перед путешественниками показывается оазис. Деревья отражают падающий wa них свет во все стороны. Часть отраженных лучей попадает в глаза наблюдателей, и они видят изображение деревьев. Но попадают они при этом двумя путями. Один путь — прямой: лучи идут, так сказать, обычным путем и создают нормальное изображение. Другой путь — искривленный, необычный. Это лучи света, идущие к поверхности земли. Каждый луч здесь переходит из более плотных слоев воздуха в слои менее плотные и благодаря этому преломляется. И вот что интересно — преломляться он будет обязательно в сторону более плотных слоев. Таков закон преломления света. Говоря иначе, луч света будет все более и более искривляться. Такое искривление может дойти до того, что световой луч отразится от нижнего, самого теплого и самого разреженного слоя воздуха, как от зеркала, пойдет снова вверх и также попадет в глаза путешественников.

Мы не можем видеть искривления луча, попадающего в наш глаз. Глаз видит изображение, даваемое искривленными лучами, на прямой линии, идущей от глаза, то-есть ниже действительного положения деревьев. При этом получившееся мнимое изображение деревьев будет «вниз головой».

Миражи довольно частое явление в природе, их можно видеть и в средней полосе, и далеко на Севере, и на суше, и на море. В нашей стране миражи можно часто видеть во многих степных районах и в пустынях. Часто миражи до неузнаваемости искажают действительность.

В прошлом веке с участниками одной полярной экспедиции произошел интересный случай на Чукотке. Вблизи стоянки экспедиции был замечен большой белый медведь. Люди бросились к ружьям. Но в тот момент, когда один из них собрался спустить курок, «медведь» расправил огромные крылья и взлетел в воздух. На лету он стал быстро уменьшаться и, к большому удивлению и разочарованию охотников, превратился в обыкновенную чайку.

Так «шутит» иногда свет, отразившись в воздушном зеркале.

Наиболее диковинными являются движущиеся миражи. Но и они объясняются просто.

Мираж (наблюдается только тогда, когда в атмосфере нет большого движения воздуха. Сильный ветер «поломает» воздушное зеркало, и воздушные призраки появиться не смогут. Но полного покоя в природе никогда не бывает. Воздушные 'слои находятся в постоянном движении, изменении.

И вот когда воздушные слои с различной плотностью находятся в медленном движении, когда слабый ветерок не ломает, а только колеблет «воздушное зеркало», в воздухе и возникают нередко совершенно фантастические картины, подобные тем, какие известны в Мессииском проливе.

Другим видом атмосферного зеркала ные кристаллики, плавающие в высоких Особенно много таких кристалликов в небо затянуто белой пеленой высоких перистых облаков. Эти облака плавают на высоте 6—8 км «ад землей и состоят из мельчайших кристалликов льда. В высоких слоях атмосферы, где летом и зимой царит холод, находится

служат ледя-слоях воздуха, воздухе, когда

изячаи а с н а в в

t н a а н и