صور حقيقية لسفن معلقة في الهواء ! ما السبب يا ترى ؟

▪ ما هو السراب ولماذا يحدث ؟

السراب هو ظاهرة فيزيائية تحدث في الطبيعة بحيث نشاهد صور أشياء في غير مكانها الحقيقي، وفي هذه الظاهرة يتم خرق مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء.

ظاهرة السراب
المصدر : Juris Seņņikovs, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

▪ ماذا يقول مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء؟

ينُص مبدأ الانتشار المستقيمي للضوء على أن الضوء يسير وفق خطوط مستقيمية، ولكن هذا المبدأ ليس صالحاً إلا إذا كان الوسط متجانس وله نفس الخصائص في كل نقطة من نقطه، في حالة الوسط غير المتجانس تظهر ظاهرة فيزيائية تسمى بظاهرة السراب والتي يخرق فيها الضوء هذا المبدأ بحيث يسير الضوء وفق خطوط غير مستقيمية، والتي هي موضوع مقالنا.

▪ كيف تتكون ظاهرة السراب ؟

تتكون ظاهرة السراب عندما يصبح الوسط الهوائي غير متجانس، أي عندما تصبح خصائص الوسط ليست هي نفسها في جميع نقط الوسط. فكما هو موضح في الصورة أسفله فإن الهواء عند سطح البحر يكون أكثر كثافة منه في الأعلى، وهذا يحدث بسبب برودة الهواء الموجود عند سطح البحر مقارنة مع الهواء الذي يوجد في الأعلى، فكثافة الهواء في هذه الحالة تتناقص كلما صعدنا نحو الأعلى، وبما أن معامل إنكسار الهواء للضوء n يتناسب طردياً مع كثافة الوسط فإن معامل إنكسار الهواء هو الآخر تتناقص قيمته صعوداً من الأسفل نحو الأعلى، مما يجعل الأشعة الضوئية هنا تسير في مسارات غير مستقيمية، وبالضبط في حالتنا هه فإنها تسير وفق مسارات منحنية، حيث تظهر الصورة في مكان وهمي غير المكان الحقيقي الذي توجد فيه، وهذه هي ظاهرة السراب التي تُشكل خرقاً لمبدأ الإنتشار المستقيمي للضوء.

هذه الظاهرة التي توجد بالصورة أعلاه تسمى بالسراب العلوي أو السراب البارد، لأن درجة الحرارة ترتفع بالصعود نحو الأعلى مما يعطي سراب علوي أي أن الصورة تظهر فوق المكان الحقيقي للشيء الذي نشاهد صورته.

لكن هناك نوع ثاني من السراب يسمى بالسراب السفلي أو السراب الساخن وهو عكس السراب العلوي بحيث أن درجة الحرارة تنخفض بالصعود نحو الأعلى وهذا يعطي سراب سفلي أي أن الصورة الحقيقية للشيء توجد أسفل المكان الحقيقي الذي يوجد به. الصورة بالأسفل توضح طريقة تكون السراب السفلي.