Новый физический фейерверк

Вероятно, водяные и русалки — растянутые и искаженные изображения моржей и китов, которых видели моряки, находившиеся недалеко от поверхности воды. Мираж исчезает, если наблюдатель находится слишком близко к животному или слишком высоко, так что до него не доходят преломленные лучи, создающие мираж. Поэтому, когда корабли стали выше, моряки стали реже видеть этих мифических существ.

Мираж фата-моргана виден в тех случаях, когда из-за преломления небольшие отдаленные объекты кажутся большими и высокими башнями или стенами. Если поверх воды смотреть на находящегося вдалеке человека, вместо него можно увидеть верхний мираж: большая часть тела выглядит как бы приподнятой над водой, тогда как ноги, которые не видны, кажутся погруженными в воду. Создается впечатление, что человек идет по воде.

Вместо гор, расположенных так далеко, что они сами не видны, иногда можно увидеть мираж, если отраженные от гор лучи, преломляясь, огибают Землю по дуге. Изображение солнца, опустившегося за горизонт, тоже может «обогнуть» Землю. Самый удивительный пример — мираж Новой Земли, появившийся в результате многократного преломления солнечных лучей, когда они сначала, преломляясь на большой высоте, уходят вниз, проходят по поверхности Земли, а затем, отражаясь, опять поднимаются высоко вверх и еще раз преломляются вниз. Это напоминает прохождение световых лучей внутри большой изогнутой трубки или вдоль волокна световода. При этом, несмотря на долгий путь света в атмосфере, солнечный диск остается ярким, а небо вокруг него становится тусклым из-за рассеяния на молекулах воздуха. В конце концов вокруг солнечного диска образуется «темное окно». Более яркие области над и под «темным окном» — соседние участки неба.

Миражи хиллингара и хафгердингара тоже связаны с преломлением света воздухом, температура которого повышается с высотой. Для образования миража хафгердингара надо, чтобы распределение температуры воздуха было нерегулярным, тогда как для появления миражей хиллингара и Новой Земли требуется, чтобы в широком интервале значений температура воздуха была стабильна.

Появление ночью самых разных странных мерцающих огней наподобие огней Марфы связано с преломлением света в атмосфере. Источником света могут быть звезды или планеты вблизи горизонта (в этом случае их изображения — нижний мираж). Огни Марфы — это верхний мираж, порождаемый фарами машин, едущих по шоссе через Митчелл-Флэт. Молодежь из Марфы должна благодарить это замечательное оптическое явление: оно позволяет им объяснить, зачем они паркуются в темноте вдоль шоссе 90.

6.31. Призрак в цветах

Сможете ли вы объяснить появление такого призрачного видения? Как-то жарким днем женщина собирала цветы, растущие на влажной земле, от которой поднимался пар. Солнце было чуть в стороне. Неожиданно женщина заметила движение перед собой. Постепенно она осознала, что смотрит на изображение самой себя — точное, в деталях и цвете. Стоит ли говорить, что призрак испугал женщину и она убежала.

ОТВЕТ • Это видение могло возникнуть так. Солнечные лучи, отражаясь от тела женщины, попадали на капельки паров, поднимавшихся от влажной разогретой земли. Затем отраженный свет частично рассеивался каплями обратно в направлении женщины. Я подозреваю, что женщина была ярко освещена солнцем, а влажная земля, от которой поднимался пар, находилась в тени, что позволило женщине видеть рассеянный свет. Похожим образом «создают» призраков в парке «Диснейуорлд», где яркие изображения проецируют на такой тонкий и прозрачный занавес, что его практически не видно. В настоящее время существуют устройства, проецирующие объемные изображения на искусственно висящие в воздухе мелкие капельки воды.

6.32. Дрожание и мерцание звезд

Почему, когда вы смотрите на какой-то удаленный предмет через воздух над костром или над нагретой поверхностью (например, над освещенной солнцем дорогой), его изображение подрагивает? Почему вблизи, над дорогой перед вами, такие искажения увидеть труднее, чем вдали?

Почему звезды мерцают? Почему летом они мерцают сильнее, чем зимой? Почему иногда их цвет меняется? Почему Луна и планеты не мерцают? Мерцают ли звезды, если смотреть на них из космоса?

ОТВЕТ • Дрожание — результат турбулентного движения воздуха над нагретой поверхностью. Когда лучи света, исходящие от предмета, на который мы смотрим, проходят через турбулентную область, где плотность воздуха непрерывно меняется, они преломляются в случайных направлениях, и этот предмет кажется дрожащим и искаженным.