كيف يتشكل السرابيقول البروفيسور ايدوين ماير استاذ الفيزياء في كليه بالدوين والاس الامريكيه انه لكي نفهم كيف يتشكل السراب علينا اولا ان نفهم كيف ينتقل الضوء عبر الهواء عندما تكون حراره الهواء متجانسه سوا ء كان باردا او ساخنا
يسير الضوء عبر خطوط مستقيمه اما اذا كانت درجه حراره الهواء مختلفه في بقع معينه منه ففي هذه الحاله سيسلك الهواء مسارا منحنيا باتجاه الهواء الابرد . والتفسير الفيزيائي لهذه الظاهره يتلخص في ان للهواء البارد قدره اكبر على عكس اشعه الضوء مقارنه بالهواء الساخن
ونتيجه لذلك فان الفوتونات (جزيئات الضوء)تعبر الهواء الساخن بشكل اسرع من عبورها الهواء البارد
والتفسير الالكتروديناميكي لهذه الظاهره هو ان الفوتونات تسلك المسار الاقصر زمنيا عند انتقالها من نقطه الى اخرى اي انها تأخذ الطرق السريعه حتى ولو كانت هذه الاخيره منحنيه او تغطي مسافات اكبر مقارنه بالطرق المباشره المستقيمه.
خداع بصري
ويعد السراب نتيجه مباشره لتلك الطرق السريعه التي تتخذها الفوتونات عند تغير درجات الحراره والضرف المناخي المثالي لتشكل السراب يتمثل في الهواء الساكن في يوم مشمس حار فوق ارض مسطحه تمتص حراره الشمس لتزداد سخونه . وترتفع هذه الكثافه كلما ارتفعنا عن سطح الارض
وتتخذ الفوتونات القادمه من الفضاء مسارا منحنيا في عين الناظر وسبب خداع البصر الذي يؤدي الى رؤيه السراب يعود الى حقيقه ان عقل الانسان لا يدرك السلوك الكهروديناميكي للضوء بل يفترض ان الضوء سيسلك مسارا مستقيما دوما وبالتالي عندما ينظر المرء منا الى طريق امامه على سبيل المثال في يوم حار رياحه ساكنه فسيرى السماء لان الفوتونات القادمه من السماء تتخذ مسارا منحرفا باتجاه العين فيترجمها الدماغ على انها مياه على الطريق باعتبار ان المياه تعكس الضوء القادم من الاعلى بالطريقه نفسها التي ينعكس فيها عند تفاوت درجات الحراره.
ويمكن من خلال التجربه البسيطه التاليه ان نراقب كيفيه انحراف الضوء في ظل تفاوت مستويات الكثافه :
املأ وعاء زجاجي بالماء وضع فيه قليلا من السكر ثم سلط شعاعا من الليزر من احدى النهايتين وعندها سيؤدي تفاوت الكثافه بسسب تركز السكر في المحلول الى انحناء شعاع الليزر .
وان كان الوعاء طويلا كفايه ووضعت مرآه في قعره فان الشعاع سيرتد على طول قعر الكاس بسبب تجانس الكثافه
يسير الضوء عبر خطوط مستقيمه اما اذا كانت درجه حراره الهواء مختلفه في بقع معينه منه ففي هذه الحاله سيسلك الهواء مسارا منحنيا باتجاه الهواء الابرد . والتفسير الفيزيائي لهذه الظاهره يتلخص في ان للهواء البارد قدره اكبر على عكس اشعه الضوء مقارنه بالهواء الساخن
ونتيجه لذلك فان الفوتونات (جزيئات الضوء)تعبر الهواء الساخن بشكل اسرع من عبورها الهواء البارد
والتفسير الالكتروديناميكي لهذه الظاهره هو ان الفوتونات تسلك المسار الاقصر زمنيا عند انتقالها من نقطه الى اخرى اي انها تأخذ الطرق السريعه حتى ولو كانت هذه الاخيره منحنيه او تغطي مسافات اكبر مقارنه بالطرق المباشره المستقيمه.
خداع بصري
ويعد السراب نتيجه مباشره لتلك الطرق السريعه التي تتخذها الفوتونات عند تغير درجات الحراره والضرف المناخي المثالي لتشكل السراب يتمثل في الهواء الساكن في يوم مشمس حار فوق ارض مسطحه تمتص حراره الشمس لتزداد سخونه . وترتفع هذه الكثافه كلما ارتفعنا عن سطح الارض
وتتخذ الفوتونات القادمه من الفضاء مسارا منحنيا في عين الناظر وسبب خداع البصر الذي يؤدي الى رؤيه السراب يعود الى حقيقه ان عقل الانسان لا يدرك السلوك الكهروديناميكي للضوء بل يفترض ان الضوء سيسلك مسارا مستقيما دوما وبالتالي عندما ينظر المرء منا الى طريق امامه على سبيل المثال في يوم حار رياحه ساكنه فسيرى السماء لان الفوتونات القادمه من السماء تتخذ مسارا منحرفا باتجاه العين فيترجمها الدماغ على انها مياه على الطريق باعتبار ان المياه تعكس الضوء القادم من الاعلى بالطريقه نفسها التي ينعكس فيها عند تفاوت درجات الحراره.
ويمكن من خلال التجربه البسيطه التاليه ان نراقب كيفيه انحراف الضوء في ظل تفاوت مستويات الكثافه :
املأ وعاء زجاجي بالماء وضع فيه قليلا من السكر ثم سلط شعاعا من الليزر من احدى النهايتين وعندها سيؤدي تفاوت الكثافه بسسب تركز السكر في المحلول الى انحناء شعاع الليزر .
وان كان الوعاء طويلا كفايه ووضعت مرآه في قعره فان الشعاع سيرتد على طول قعر الكاس بسبب تجانس الكثافه