3.3 Нижній («озерний») міраж
Якщо повітря у самої поверхні землі сильно нагріте і, отже, його щільність відносно мала, то показник заломлення у поверхні буде менший, ніж у вищих повітряних шарах. Зміна показника заломлення повітря з висотою поблизу земної поверхні для розглянутого випадку показано на (рис. 3.6, а). Зауважимо, що зміна показника заломлення з висотою представлено на малюнку для наочності більш значним, ніж це спостерігається в дійсності.
Відповідно до встановленого вище правилом, світлові промені поблизу поверхні землі в даному випадку згинатися так, щоб їх траєкторія була обернена опуклістю вниз (рис. 3.6, б). Нехай у точці (рис. 3.6, в) перебуває спостерігач.
Світловий промінь від деякої ділянки блакитного неба потрапить в око спостерігача, випробувавши викривлення. А це означає, що спостерігач побачить відповідну ділянку небозводу нема над лінією горизонту, а нижче її (див. штрихову пряму на (рис. 3.6, в). Йому здаватиметься, що він бачить воду, хоча насправді перед ним зображення блакитного неба . Уявімо тепер, що у лінії горизонту знаходяться горби, пальми або інші об'єкти. Завдяки викривлення променів спостерігач побачить їх перевернутими (рис. 3.6, г) і сприйме як віддзеркалення відповідних об'єктів в неіснуючій воді. Так виникає ілюзія, що є" озерним" міражем .
3.4 Прості верхні міражі
Тепер припустимо, що повітря у самої поверхні землі або води не нагріте, а, навпаки, помітно охолоджений в порівнянні з вищими повітряними шарами; зміна n з висотою h показано якісно на (рис. 3.7, а). Світлові промені в даному випадку згинаються так, що їх траєкторія обернена опуклістю вгору. Тому тепер спостерігач може бачити об'єкти, приховані від нього за горизонтом, причому він бачитиме їх вгорі, як би висять над лінією горизонту (рис. 3.7, б). Недарма такі міражі називають верхніми. Верхній міраж може давати як пряме, так і перевернене зображення. Показане на (рис. 3.7, б) пряме зображення виникає, коли показник заломлення повітря зменшується з висотою відносно поволі. При швидкому зменшенні показника заломлення утворюється перевернене зображення.
Рис 3.7, а Рис 3.7, б
У цьому просто переконатися, якщо розглянути гіпотетичний випадок - показник заломлення повітря на деякій висоті зменшується стрибком (рис. 3.8, а). Для простоти кривизна земної поверхні не береться до уваги. Промені від об'єкта, перш ніж потрапити до спостерігача випробовують повне внутрішнє віддзеркалення від межі нижче якої в даному випадку знаходиться щільніше, а вище - менш щільний повітря. Видно, що верхній міраж дає перевернене зображення об'єкту. Насправді, зрозуміло, немає стрибкоподібної межі між шарами повітря; перехід відбувається поступово. Однак якщо він здійснюється достатньо різко, верхній міраж дасть перевернене зображення (рис. 3.8, б).
Рис 3.8, а Рис 3.8, б
Припустимо, що показник заломлення повітря зменшується з висотою спочатку швидко, а потім повільно (рис. 3.9, а). У цьому випадку світлові промені в області скривлюватимуться сильніше, ніж в області. В результаті виникають два зображення (рис. 3.9, б). Світлові промені 1, що поширюються в межах повітряної області (ті самі, які сильно викривляються), формують перевернуте зображення об'єк...
