По законам оптики

На берегу пруда растет ива. В спокойной воде, как в зеркале, мы видим ее отражение. Почему?

Световые лучи от ивы идут к нашим глазам двумя путями: одни - непосредственно от дерева к нам, в этом случае мы видим его там, где оно находится в действительности и в его истинном положении, то есть растущим вверх; другие достигают глаз, предварительно отразившись от зеркальной поверхности пруда, эти лучи дают нам ложное изображение и берега и растущей на нем ивы - они кажутся нам опрокинутыми в воду.

Таким же зеркальным отражением является и мираж. Только зеркалом здесь служит не стекло, не вода, а воздух.

При каких же условиях возникает столь необычное зеркало?

Мы привычно полагаем, что лучи света распространяются в воздухе прямолинейно. Между тем это не совсем так. Воздух по плотности - среда отнюдь не однородная, световому лучу приходится преодолевать участки, зоны, слои с разной плотностью, а к чему это приводит, вас может убедить простейший опыт. Перед вами стакан с водой, в руках у вас чайная ложка. Вы опускаете ее в стакан, и на ваших глазах происходит "чудо" - ложку будто кто-то сломал, разрезал, ее части сдвинулись относительно друг друга. Что произошло? Сработал закон, согласно которому направление распространения света обязательно должно измениться при прохождении через границу раздела двух сред. Когда световые лучи проходят через атмосферу, через разные ее слои, они тоже, в сущности, проходят через разные по плотности среды. Понятно, что они при этом хоть немного, но все-таки преломляются, то есть изменяют свой путь.

В жаркий летний день предметы, находящиеся от вас вдалеке, будто дрожат, колышутся. На самом деле, конечно, дрожат не они, а дрожат световые лучи, отражаемые ими и принимаемые нашими глазами. Нагретый воздух непрерывно движется, струится, границы раздела в среде, через которую идут к нам отраженные от предметов лучи, постоянно меняются, и световым лучам приходится многократно менять направление, прежде чем они' достигнут наших глаз. Такое распространение светового луча в среде с непрерывно изменяющимися показателями преломления в оптике называется рефракцией.

Рефракция - явление постоянное и неизбежное, если иметь в виду распространение света в атмосфере. Тут все зависит от толщины атмосферного слоя,который преодолевает световой луч. Меньше всего подвергаются рефракции лучи, приходящие к нам от небесных тел как бы отвесно. Зато в других случаях небесные светила кажутся нам расположенными несколько выше, чем они находятся на самом деле. И виновата в этом рефракция.

Вечером мы видим солнце еще некоторое время после того, как оно уже скрылось за горизонтом. А далекие предметы нам представляются немного выше и ближе в сравнении с их реальным расположением.

Повторяю, рефракция световых лучей в атмосфере происходит постоянно и повсеместно. Чаще всего мы ее попросту не замечаем: преломление световых лучей незначительное, они не слишком искажают образы предметов, на которые мы смотрим, и практически мы их видим там, где они есть в действительности.

Чтобы такие искажения стали заметны, необходимы особые условия, при которых, как говорят оптики, происходит полное внутреннее отражение света в атмосфере. Чаще всего это бывает, когда воздух по вертикали резко расслаивается. Тогда свет от некоторых воздушных слоев отражается, как от зеркала. Вот здесь и лежит научная разгадка таких оптических явлений, как миражи.

Иными словами, миражи - это мнимые изображения объектов, которые на самом деле нам не видны. И какими только эти изображения не бывают! Прямыми или перевернутыми, вытянутыми или, наоборот, сплющенными... А вот и вовсе искаженными до неузнаваемости, и тогда наблюдатель может (что случалось раньше, случается и сейчас по разным причинам с людьми, ставшими свидетелями необычного явления) представить себе что угодно и подумать о чем угодно...

Летом, в жаркие дни, когда солнце сильно нагревает земную поверхность, прилегающий к ней слой воздуха тоже, естественно, нагревается и становится по этой причине менее плотным. Световые лучи отражаются от такого слоя как от поверхности воды - так возникают условия для появления "озерного", или нижнего, миража.

"Озерный" мираж наносит удар по психике человека, впервые попавшего в пустыню, особенно если он страдает от жары и жажды.

...Пышут жаром песок и камни. Воздух недвижим. Небо затянуто красноватой мглой, в которой потонуло солнце и потерялся горизонт. Людям, бредущим с караваном, трудно, они устали - где бы укрыться и найти прохладу? И вдруг перед ними на горизонте возникает озеро, их окрыляет надежда,, они спешат к озеру, а его все нет и нет. А то, глядишь, и совсем пропало, будто его никогда и не было. И действительно, не было! Раскаленный и разреженный у земной поверхности воздух превратился в атмосферное зеркало, в котором отразилось... небо. Легкие колебания отражающего приповерхностного воздушного слоя благодаря рефракции вызывают у страждущих путников иллюзию водной глади, подернутой рябью.