مقاله کوتاه - چه چیز موجب دیدن سراب میشود ؟
چه چیز موجب دیدن سراب میشود ؟
پروفسور فیزیک "ادوین مه یر" از دانشگاه Baldwin-Wallace چنین توضیح میدهد :
برای فهم این موضوع نخست باید دانست که نور در هوا چطور حرکت میکند. اگر هوا تمامآ سرد یا گرم باشد ، نور در یک خط مستقیم حرکت میکند. اما اگر یک تغییر دمای پایدار در هوا وجود داشته باشد ، نور در یک مسیر منجنی بسوی هوای سرد پیش میرود. توصیف فیزیکی ساده این پدیده اینست که ضریب شکست هوای سرد از هوای گرم بیشتر است و در نتیجه فوتونها (ذرات نور) در هوای گرم سریعتر از هوای سرد حرکت میکنند زیرا هوای گرم چگالی کمتری دارد. توصیف الکترودینامیک کوانتم در مورد این پدیده اینست که فوتونها همیشه درحرکت از یک نقطه به نقطه دیگر مسیری را میپیمایند که در کمترین زمان ممکن آنرا طی کنند. فوتونها برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر در کمترین زمان ، از مسیرهای میانبر استفاده میکنند هر چند طول این مسیرها منحنی بوده و نسبت به خط مستقیم طولانی تر است.
توضیح عکس :
شعاعهای نور خم میشوند تا سراب را تشکیل دهند.
شعاع مستقیم از آسمان به چشم بیننده (خط آبی) دارای کمترین طول است.
مسیر منحنی (خاکستری) مسیر واقعی طی شده توسط فوتونهاست که کمترین زمان را شامل میشود.
مسیر سبزرنگ مسیری است که مغز انسان تصور میکند نور آنرا میپیماید و موجب توهم سراب میشود.
پدیده سراب ، نتیجه مستقیم همین انتخاب مسیر منحنی است. شرایط ایده آل برای بوجود آمدن سراب عبارتند از هوای ساکن که در یک روز آفتابی و گرم روی یک سطح صاف قرار داشته و با جذب انرژی خورشید ، کاملآ داغ شده است. در این حالت ، هوای نزدیک سطح زمین بیشترین دما و کمترین چگالی را دارد و چگالی آن با افزایش ارتفاع بیشتر میشود. فوتونهایی که وارد این شرایط میشوند مسیری منحنی شکل را از آسمان تا چشم انسان طی میکنند. توهم سراب از آنجا ناشی میشود که الکترودینامیک کوانتم برای انسان محسوس نیست و مغز انسان تصور میکند که نور مانند همیشه مسیری مستقیم را میپیماید. بیننده که مثلآ به جاده روبروی خود در یک روز داغ و هوای ساکن نگاه میکند ، آسمان را میبیند زیرا فوتونهایی که از بالا میایند مسیر منحنی شکلی را طی میکنند تا در کمترین زمان ممکن به چشم او برسند. مغز انسان این پدیده را به شکل آب تفسیر میکند زیرا بازتاب نور از روی آب بسیار به بازتاب آن در شرایطی که هوا دارای تغییر دمای در جهت عمودی است، شباهت دارد.
برگرفته از : [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ترجمه : کورش
جواب بصورت نقل قول
