تفسير ظاهرة السراب كما سنتحدث كذلك عن تفسير ظاهرة السراب واسباب السراب والتفسير العلمي للسراب ولماذا نرى السراب كل تلك الموضوعات تجدونها من خلال مقالنا هذا.
محتويات المقال
تفسير ظاهرة السراب
السراب عبارة عن ظاهرة بصرية وهمية تنتج عن انكسار أشعة الضوء بسبب اختلاف درجات حرارة الهواء فوق الطريق، حيث تكون طبقة الهواء القريبة من الطريق أشد حرارة وسخونة من التي تعلوها.
ينتقل الضوء في خط مستقيم بسرعة ثابتة تبلغ نحو 300 مليون متر في الثانية، ومع ذلك، تتأثر سرعته بالوسط الذي ينتقل من خلاله. فعلى الرغم من أن الضوء ينتقل بهذه السرعة في الفراغ، فإنه يتباطأ قليلاً عندما ينتقل من وسط أرقّ (هواء) إلى وسط أكثر كثافة (زجاج أو ماء).
فلأننا نرى الأجسام نتيجة انعكاس الضوء عليها، فإن الضوء المنعكس لأعيننا من القلم يأتي من وسطين مختلفين (ماء وهواء). الجزء الموجود في الهواء يسير في خط مستقيم إلى العين، في حين أن الجزء الموجود بالماء، ينتقل منه الضوء في الماء ثم الهواء ليصل إلى العين، فيحدث له انكسار على الحد الفاصل بين الوسطين، وتختلف السرعة فيظهر القلم كأنه منكسر.
فعلى سبيل المثال، عندما ينتقل الضوء في الهواء فإنه يسير في خط مستقيم، وعندما يمر إلى الماء، فإن كثافة الوسط تزداد فينكسر شعاع الضوء، مغيّراً اتجاهه ليسير في خط مستقيم جديد، وهذا هو سبب رؤية القلم مكسوراً عند وضعه في كوب به ماء، بحيث يكون جزء من القلم في الهواء والآخر تحت الماء.
اسباب السراب
1-لأن الهواء البارد أكثر كثافة مِن الهواء الساخن فإنه أكثر منه مِن حيث معامل الإنكسار وحينما يمر الضوء خلال الهواء البارد عبر حدود حادة إلى جو أكثر دفئاً بدرجة كبيرة فإن أشعة الضوء تنحني بعيداً عن إتجاه الإنحدار بدرجة الحرارة، وحينما تمر أشعة الضوء مِن مكان ساخن لأخر بارد فإن الضوء ينحني في إتجاه الإنحدار، وإذا ما كان الهواء بالقرب مِن سطح الأرض دافيء أكثر مِن الهواء في المستويات الأعلى فإن الضوء ينحني في شكل مقعر ( أي في مسار صاعد ).
2-ما إن يصل شعاع الضوء لعين الإنسان أو المشاهد بشكل عام فإن القشرة البصرية تُشاهده كما لو أنه قد سار في خط مستقيم على خط طول الأفق حتى وصل للعين ولكن في الواقع هذا الخط كما سبق وذكرت عبارى عن ميل لمسار الأشعة.
3-نتيجة هذا الأمر هو أن صورة ثانوية غريبة مِن السماء تظهر على الأرض وفي الغالب فإن المشاهد يُفسر هذا الأمر على أنه مياه تعكس صورة السماء فهذا الأمر معقول أكثر بالنسبة للدماغ
وحينما يكون الهواء القريب مِن سطح الأرض أكثر برودة مِن الهواء في المستويات الأعلى فإن أشع تنحني للأسف وهو ما ينتج عنه صورة علوية Superior Image.
التفسير العلمي للسراب
عندما تسطع أشعّةُ الشمس في أيام الصيف الحارّة سواءً في الصحراء أم على الطُّرُق المرصوفةِ، تَرتفع درجةُ حرارة الأرض، كما ترتفع درجة حرارة الطبقة الهوائيّة القريبة من سطح الأرض، فتتمدّد وتقل كثافتها، كذلك كثافتها الضوئية ومعامل انكسارها، بالتالي يزداد معامل انكسار الهواء تدريجياً كلّما ارتفعنا إلى أعلى حيث الهواء البارد.
لماذا نرى السراب
ينتقل الضوء في خط مستقيم بسرعة ثابتة تبلغ نحو 300 مليون متر في الثانية، ومع ذلك، تتأثر سرعته بالوسط الذي ينتقل من خلاله.
فعلى الرغم من أن الضوء ينتقل بهذه السرعة في الفراغ، فإنه يتباطأ قليلاً عندما ينتقل من وسط أرقّ (هواء) إلى وسط أكثر كثافة (زجاج أو ماء).
فعلى سبيل المثال، عندما ينتقل الضوء في الهواء فإنه يسير في خط مستقيم، وعندما يمر إلى الماء، فإن كثافة الوسط تزداد فينكسر شعاع الضوء، مغيّراً اتجاهه ليسير في خط مستقيم جديد، وهذا هو سبب رؤية القلم مكسوراً عند وضعه في كوب به ماء، بحيث يكون جزء من القلم في الهواء والآخر تحت الماء.
فلأننا نرى الأجسام نتيجة انعكاس الضوء عليها، فإن الضوء المنعكس لأعيننا من القلم يأتي من وسطين مختلفين (ماء وهواء). الجزء الموجود في الهواء يسير في خط مستقيم إلى العين، في حين أن الجزء الموجود بالماء، ينتقل منه الضوء في الماء ثم الهواء ليصل إلى العين، فيحدث له انكسار على الحد الفاصل بين الوسطين، وتختلف السرعة فيظهر القلم كأنه منكسر.
تقل سرعة الضوء في الأوساط ذات الكثافة المرتفعة عن الأوساط ذات الكثافة المنخفضة، ويحدث هذا التباطؤ الواضح عندما تتفاعل الفوتونات (الجسيمات المجهرية التي تشكل الضوء) مع جزيئات الوسط الذي تنتقل منه.
نتيجة لذلك، يتم امتصاصها وتنبعث مراراً وتكراراً، وهو ما يقلل من متوسط سرعة الضوء بواسطة جزء صغير في وسط معين.
وتسمى النسبة التي يتم بها تباطؤ الضوء في وسط معين باسم معامل الانكسار لهذا الوسط.ويعتمد معامل الانكسار في الوسط جزئياً على درجة حرارته.
عادةً، كلما ارتفعت درجة حرارة الوسط، قلت درجة الكثافة، وتزداد سرعة الضوء.
والعكس صحيح، فعند انخفاض درجة الحرارة لوسط معين، تزداد كثافته، وتقل فيه سرعة الضوء.
