السراب هو ظاهرة بصرية أو خداع بصري ناتج عن انكسار الضوء، ويحدث السراب في المناطق الصحراوية حيث يرى الناس المياه بالقرب من الأفق ويحاولون الحصول عليها ولكن كلما اقتربوا يذهب الماء أبعد من ذلك، هذا لأنه في الواقع لا يوجد ماء، ويحدث السراب بسبب انكسار الضوء وبالمثل يرى الناس القلاع والحصون والأشجار وأشياء أخرى كثيرة غير موجودة على الإطلاق .
تعريف السراب القطبي والصحراوي
في حالة السراب الصحراوي يحدث انعكاس كلي داخلي قريب من سطح الأرض، ويكون سطح الأرض لامع كالمرآة التي ينعكس الضوء عليها، أما السراب القطبي فيكون انعكاس كلي داخلي في طبقات الهواء العليا، وذلك لأن زاوية السقوط تزداد صعوبة، وذلك بسبب أن كثافة الهواء كلما ابتعدنا عن السطح أو الأرض يصل الشعاع الضوئي إلى زاوية سقوط أكبر من الزاوية الحرجة، بعدها يحدث الأنعكاس الكلي، وبذلك تكون طبقة الهواء كأنها مرآة والصورة عليها بالمقلوب، أي تتكون الصورة أعلى المرآة .
التفسير العلمي للسراب
السراب ظاهرة شائعة جدا، وفي وقت سابق تسبب السراب في العديد من القصص المختلفة التي تم إنشاؤها بسبب نقص المعرفة حول الظاهرة، وكان هذا بسبب عدم وجود تقدم علمي أو تكنولوجي، وعندما ينتقل الضوء من وسيط إلى آخر ينعكس جزء من الضوء وينكسر جزء من الضوء، وينتج الانكسار تغيرا في سرعة الضوء أو بلغة بسيطة وهو الانحناء للأشعة الضوئية، وفي الصحاري بسبب الحرارة الزائدة يكون للهواء بالقرب من الرمال درجة حرارة عالية جدا، وفي المساء تنخفض درجة حرارة طبقة الهواء فوق الرمال تدريجيا، وإذا زادت درجة الحرارة تزداد كثافة الهواء، ومتوسط الكثافة لديها معامل انكسار عالي وبالتالي فإن الغلاف الجوي القريب من الرمال له طبقات من الهواء لها مؤشر انكسار مختلف .
ونتيجة لذلك عندما ترى ضوء الشمس في المساء يحدث انكسار للضوء أو ثني أشعة الضوء، ونحصل على وهم بالمياه الجارية أو البحيرات أو حتى في بعض الأحيان القلاع والجبال الضخمة، وكل هذا نتيجة لانكسار الضوء والمزيد من الانكسار، وأكثر تنوعا هو الوهم الذي يراه المرء ويسمى هذا الوهم باسم السراب لعدم وجوده من الأساس، وعندما تتشكل الصورة عندما يكون الهواء فوق نقطة المراقبة أقل حرارة من الطبقة السفلية يتم تشكيل السراب أسفل الصورة الحقيقية في هذه الحالة، ومثال على ذلك سراب تشكلت في الصحارى والطرق السريعة، وعندما تتشكل الصورة عندما يكون الهواء فوق نقطة المراقبة أعلى من درجة الحرارة في الطبقة السفلية، يتم تشكيل سراب متفوق، ويتم تشكيل الصورة فوق الصورة الحقيقية في هذه الحالة، ومثال على ذلك السراب الذي يتشكل في المحيطات والأنهار والقطبي .
الانكسار في وسط غير منتظم
يحدث السراب في الأيام المشمسة، ودور الشمس هو تسخين الطريق إلى درجات حرارة عالية، ويعمل هذا الطريق المسخن بدوره على تسخين الهواء المحيط مما يبقي الهواء فوق الطريق في درجات حرارة أعلى من متوسط درجة حرارة الهواء في ذلك اليوم، ويميل الهواء الساخن إلى أن يكون أقل كثافة بصريا من الهواء البارد وعلى هذا النحو تم إنشاء وسيط غير منتظم عن طريق تسخين الطريق والهواء فوقه بينما ينتقل الضوء في خط مستقيم عبر وسيط موحد فإنه سينكسر عند السفر عبر وسيط غير منتظم، وإذا نظر السائق إلى أسفل الطريق بزاوية منخفضة جدا (أي في وضع يبعد حوالي مائة ياردة)، فإن الضوء من الأجسام الموجودة أعلى الطريق سوف يتبع مسارا منحنيا لعين السائق.
ظاهرة الانكسار
لنفترض أنك وضعت مرآة على الأرض ونظرت لأسفل على الأرض سترى الأشياء الموجودة فوق الأرض بسبب انعكاس الضوء بواسطة المرآة، وحتى نافذة زجاجية موضوعة على الأرض ستعكس الضوء من الأشياء الموجودة فوق الأرض، وإذا نظرت للأسفل عند النافذة الزجاجية بزاوية منخفضة بما يكفي، فسترى الأشياء الموجودة فوق الأرض، أو افترض أنك تقف على شاطئ البركة الهادئة وأنظر إلى الأسفل نحو الماء قد ترى أشياء فوق البركة بسبب انعكاس الضوء عن طريق الماء، لذلك عندما تواجه هذه الظاهرة المشمسة يجب أن تفهم عقلك بسرعة كيف يمكنك أن تنظر لأسفل على الطريق وترى كائنا يقع فوق الطريق، وفي عملية فهم هذا الحدث يعتمد عقلك على التجارب السابقة، وعند البحث في قاعدة البيانات الخاصة بالتجارب المخزنة يهتم عقلك بشرح سبب رؤية العين لأسفل على سطح ما ورؤية كائن موجود فوق السطح .
الفلاش الأخضر والسراب
الفلاش الأخضر هو ظاهرة ضوئية نادرة تستمر لبضع ثوان فقط بعد غروب الشمس أو قبل شروق الشمس، وعندما تغرب الشمس تحت الأفق تنتقل أشعة الشمس عبر الغلاف الجوي للأرض أكثر من انتقالها إلى السماء مباشرة في منتصف النهار، ويعمل الغلاف الجوي مثل المنشور ويقسم الضوء الأبيض من الشمس إلى ألوانها المختلفة بطول الموجة، والأطوال الموجية الأقصر (الضوء الأخضر والأزرق والبنفسجي) هي آخر مجموعة يتم ضبطها أسفل الأفق، وينتشر الضوء الأزرق والبنفسجي عادة بواسطة الجسيمات في الغلاف الجوي، تاركا اللون الأخضر كآخر ضوء تراه قبل أن يختفي كل ضوء من الشمس تحت الأفق .
ويمكن للسراب تضخيم الفلاش الأخضر عن طريق المبالغة في فصل الضوء إلى ألوانه المختلفة، وجعل نطاق الضوء الأخضر يبدو أوسع، وتحدث الهبات الخضراء فقط في ظل الظروف الجوية المثالية مما يجعلها رؤية نادرة نسبيا، وتقرير سكان الجزر في البحر الكاريبي يشاهدون الفلاش الأخضر عدة مرات كل عام .
تعريف السراب القطبي والصحراوي
في حالة السراب الصحراوي يحدث انعكاس كلي داخلي قريب من سطح الأرض، ويكون سطح الأرض لامع كالمرآة التي ينعكس الضوء عليها، أما السراب القطبي فيكون انعكاس كلي داخلي في طبقات الهواء العليا، وذلك لأن زاوية السقوط تزداد صعوبة، وذلك بسبب أن كثافة الهواء كلما ابتعدنا عن السطح أو الأرض يصل الشعاع الضوئي إلى زاوية سقوط أكبر من الزاوية الحرجة، بعدها يحدث الأنعكاس الكلي، وبذلك تكون طبقة الهواء كأنها مرآة والصورة عليها بالمقلوب، أي تتكون الصورة أعلى المرآة .
التفسير العلمي للسراب
السراب ظاهرة شائعة جدا، وفي وقت سابق تسبب السراب في العديد من القصص المختلفة التي تم إنشاؤها بسبب نقص المعرفة حول الظاهرة، وكان هذا بسبب عدم وجود تقدم علمي أو تكنولوجي، وعندما ينتقل الضوء من وسيط إلى آخر ينعكس جزء من الضوء وينكسر جزء من الضوء، وينتج الانكسار تغيرا في سرعة الضوء أو بلغة بسيطة وهو الانحناء للأشعة الضوئية، وفي الصحاري بسبب الحرارة الزائدة يكون للهواء بالقرب من الرمال درجة حرارة عالية جدا، وفي المساء تنخفض درجة حرارة طبقة الهواء فوق الرمال تدريجيا، وإذا زادت درجة الحرارة تزداد كثافة الهواء، ومتوسط الكثافة لديها معامل انكسار عالي وبالتالي فإن الغلاف الجوي القريب من الرمال له طبقات من الهواء لها مؤشر انكسار مختلف .
ونتيجة لذلك عندما ترى ضوء الشمس في المساء يحدث انكسار للضوء أو ثني أشعة الضوء، ونحصل على وهم بالمياه الجارية أو البحيرات أو حتى في بعض الأحيان القلاع والجبال الضخمة، وكل هذا نتيجة لانكسار الضوء والمزيد من الانكسار، وأكثر تنوعا هو الوهم الذي يراه المرء ويسمى هذا الوهم باسم السراب لعدم وجوده من الأساس، وعندما تتشكل الصورة عندما يكون الهواء فوق نقطة المراقبة أقل حرارة من الطبقة السفلية يتم تشكيل السراب أسفل الصورة الحقيقية في هذه الحالة، ومثال على ذلك سراب تشكلت في الصحارى والطرق السريعة، وعندما تتشكل الصورة عندما يكون الهواء فوق نقطة المراقبة أعلى من درجة الحرارة في الطبقة السفلية، يتم تشكيل سراب متفوق، ويتم تشكيل الصورة فوق الصورة الحقيقية في هذه الحالة، ومثال على ذلك السراب الذي يتشكل في المحيطات والأنهار والقطبي .
الانكسار في وسط غير منتظم
يحدث السراب في الأيام المشمسة، ودور الشمس هو تسخين الطريق إلى درجات حرارة عالية، ويعمل هذا الطريق المسخن بدوره على تسخين الهواء المحيط مما يبقي الهواء فوق الطريق في درجات حرارة أعلى من متوسط درجة حرارة الهواء في ذلك اليوم، ويميل الهواء الساخن إلى أن يكون أقل كثافة بصريا من الهواء البارد وعلى هذا النحو تم إنشاء وسيط غير منتظم عن طريق تسخين الطريق والهواء فوقه بينما ينتقل الضوء في خط مستقيم عبر وسيط موحد فإنه سينكسر عند السفر عبر وسيط غير منتظم، وإذا نظر السائق إلى أسفل الطريق بزاوية منخفضة جدا (أي في وضع يبعد حوالي مائة ياردة)، فإن الضوء من الأجسام الموجودة أعلى الطريق سوف يتبع مسارا منحنيا لعين السائق.
ظاهرة الانكسار
لنفترض أنك وضعت مرآة على الأرض ونظرت لأسفل على الأرض سترى الأشياء الموجودة فوق الأرض بسبب انعكاس الضوء بواسطة المرآة، وحتى نافذة زجاجية موضوعة على الأرض ستعكس الضوء من الأشياء الموجودة فوق الأرض، وإذا نظرت للأسفل عند النافذة الزجاجية بزاوية منخفضة بما يكفي، فسترى الأشياء الموجودة فوق الأرض، أو افترض أنك تقف على شاطئ البركة الهادئة وأنظر إلى الأسفل نحو الماء قد ترى أشياء فوق البركة بسبب انعكاس الضوء عن طريق الماء، لذلك عندما تواجه هذه الظاهرة المشمسة يجب أن تفهم عقلك بسرعة كيف يمكنك أن تنظر لأسفل على الطريق وترى كائنا يقع فوق الطريق، وفي عملية فهم هذا الحدث يعتمد عقلك على التجارب السابقة، وعند البحث في قاعدة البيانات الخاصة بالتجارب المخزنة يهتم عقلك بشرح سبب رؤية العين لأسفل على سطح ما ورؤية كائن موجود فوق السطح .
الفلاش الأخضر والسراب
الفلاش الأخضر هو ظاهرة ضوئية نادرة تستمر لبضع ثوان فقط بعد غروب الشمس أو قبل شروق الشمس، وعندما تغرب الشمس تحت الأفق تنتقل أشعة الشمس عبر الغلاف الجوي للأرض أكثر من انتقالها إلى السماء مباشرة في منتصف النهار، ويعمل الغلاف الجوي مثل المنشور ويقسم الضوء الأبيض من الشمس إلى ألوانها المختلفة بطول الموجة، والأطوال الموجية الأقصر (الضوء الأخضر والأزرق والبنفسجي) هي آخر مجموعة يتم ضبطها أسفل الأفق، وينتشر الضوء الأزرق والبنفسجي عادة بواسطة الجسيمات في الغلاف الجوي، تاركا اللون الأخضر كآخر ضوء تراه قبل أن يختفي كل ضوء من الشمس تحت الأفق .
ويمكن للسراب تضخيم الفلاش الأخضر عن طريق المبالغة في فصل الضوء إلى ألوانه المختلفة، وجعل نطاق الضوء الأخضر يبدو أوسع، وتحدث الهبات الخضراء فقط في ظل الظروف الجوية المثالية مما يجعلها رؤية نادرة نسبيا، وتقرير سكان الجزر في البحر الكاريبي يشاهدون الفلاش الأخضر عدة مرات كل عام .
