پراش

اغلب در جاده هاي آسفالته مستقيم يا در بيابانها، منظره آب يا بركه اي ديده مي شود، كه وقتي بسوي آن حركت مي كنيم،آن هم با همان سرعت و در همان جهت پيش مي رود، يا وقتي نزديكش مي شويم، از نظر محو مي گردد. اين منظره سراب است. سراب يك فريب طبيعت است كه در شرايط معين جوي، چشم ما را دچار خطاي ديد مي كند.

اگر بخواهيم علت تشكيل سراب را عنوان كنيم، اولين مرحله تابيدن پرتوهاي نور خورشيد بر سطح زمين و گرم شدن آن است.لايه هاي هوا كه در نزديكي سطح زمين قرار دارند نسبت به لايه هاي بالايي گرمتر و رقيقتر مي شوند.

سپس پرتوهاي نور كه از خورشيد به سوي سطح زمين منتشر مي شوند از لايه هاي غليظ تر كه به لايه هاي رقيق تر مي رسند شكست مي يابند و از خط عمود دورتر مي شوند و زاويه ي تابش آن ها به زاويه ي حد نزديك مي شود.

هنگامي كه زاويه ي تابش به حد برسد، پرتو نمي تواند از محيط غليظ به محيط رقيق تر پايين برسد و در نتيجه بازتابش كلي مي يابد و به سوي بالا باز مي گردد.اين پرتو ضمن برخورد با مولكول ها ي هوا رنگ آبي را بيش از ساير رنگ ها پراكنده مي كنند و باعث ميشود كه ناظر رنگ آبي را بر سطح زمين ببيند و تصور كند كه درياچه اي برابر او قرار دارد...

چرا سراب پديد مي آيد؟

اصل و ريشه اين پديده را بايد در شيوه حركت نور در محيطهاي مختلف و به تبع آن پديده شكست و انكسار نور بررسي كرد. پرتوهاي نور در عبور از محيطهايي با غلظتهاي متفاوت تغيير جهت داده و به عبارتي مي شكنند، مثل عبور نور از هوا به آب و يا از هواي گرمتر به هواي سردتر و علت هم به تغيير سرعت نور در محيطهاي متفاوت بر مي گردد .

در روزهاي گرم ، پرتوهاي خورشيد كه به سطح زمين مي رسند، آن را گرم مي كنند. لايه هاي هوايي كه نزديك سطح زمين قرار دارند، نسبت به لايه هاي بالايي ، گرمتر و در نتيجه رقيقتر مي شوند. حال پرتوهاي خورشيد براي رسيدن به سطح زمين بايد از محيط غليظ وارد محيط رقيق شوند، لذا پرتوهاي شكست مربوط به آنها از خط عمود دورتر مي شوند.

پرتوهاي بازتابي ضمن برخورد با ذرات هوا ، رنگ آبي را بيش از ساير رنگها پراكنده كرده و موجب مي شوند، كه ناظر رنگ آبي را روي سطح زمين ببيند. و تصور كند كه آنجا بركه اي وجود دارد. به بيان ساد ه تر لايه هوا مانند آينه عمل كرده و آسمان را در خود منعكس مي كند و آن را به شكل بركه ي آبي در برابر ديدگان ما هويدا مي سازد. در اين هنگام است كه با يك سراب روبرو مي شويم. در زمينهايي كه بطرف بالا شيب دارند، پرتوهاي بازتابي بيشتري به ما ميرسد و احتمال رؤيت سراب افزايش مييابد .

به صورت ديگر علت پيدايش سراب را مي توان اينگونه بيان نمود كه در روزهاي گرم ، پرتوهاي خورشيد كه به سطح زمين مي رسند، آن را گرم مي كنند. لايه هاي هوايي كه نزديك سطح زمين قرار دارند، نسبت به لايه هاي بالايي ، گرمتر و درنتيجه رقيق تر مي شوند.حال پرتوهاي خورشيد براي رسيدن به سطح زمين بايد از محيط غليظ وارد محيط رقيق شوند ، لذا پرتوهاي شكست مربوط به آنها از خط عمود دورتر مي شوند.

زماني كه پرتوهاي تابشي خورشيد به زاويه حد مي رسند ، ديگر وارد لايه رقيق نخواهند شد. در نتيجه بازتابش داخلي كلي رخ داده و اين پرتوها به سمت بالا برمي گردند. پديده شكست نور از اين نوع را سراب مي نامند و دقيقاً زماني رخ مي دهد كه شاهد يك جابجايي و تغيير بسيار سريع در چگالي هوا و اتمسفر جو هستيم ،يعني زماني كه يك لايه هوا به مقدار نسبتا زيادي گرمتر از سطح مجاورش باشد .

اين اتفاق معمولا در روزهاي گرم تابستان روي مي دهد ، به شكلي كه سطح يك جاده آسفالته كه زير تابش مستقيم خورشيد به شدت داغ شده است .لايه هوايي را كه در بالاي آن قرار دارد ، كاملا گرم مي كند و در نتيجه سبب ايجاد تفاوتي فاحش ميان چگالي هواي اين لايه و لايه هاي بالايي آن مي شود . بدين ترتيب با عبور نور از اين سطوح متفاوت، جهت آن به سمت بالا تغيير مي يابد و سراب ايجاد مي شود.

براي بارزتر شدن قضيه به اين نكته توجه كنيد كه به طور معمول پرتوهاي بازتابي از يك شيئ مثلا يك خودرو در جهت هاي متعددي درفضا حركت مي كنند و يك جسم تنها در زماني قابل رويت خواهد بود كه گوشه اي از اين پرتوها با مردمك چشم برخورد كنند در يك روز كاملا ابري ، شما تنها همان نوري را مي بينيد كه به طور مستقيم از جسم به سوي چشمانتان بازتاب مي يابد ، اما در روزهاي آفتابي شرايط كمي متفاوت است. در اينجا آن پرتوهايي كه به طور مستقيم از شيئي به سوي چشم ها حركت مي كنند، همان وضعيت قبلي را تكرار مي كنند.

اما علاوه بر اين پرتوهايي نيز وجود دارند كه به سمت زمين حركت مي كنند. اين پرتوها در عبور از لايه سردتر و چگالي تر بالايي به لايه گرمتر و سبك تر پائيني شكسته و به طرف چشمها باز مي تابند در نتيجه اين فرآيند ، شما شاهد 2 تصوير يكسان از شيئ خواهيد بود ، يكي روي جاده و ديگري در سطح آن .مغز انسان تنها قادر به درك حركت نور در مسير مستقيم است ، بنابراين چنين به نظر مي آيد كه در سطح جاده چاله اي پر از آب وجود دارد كه تصوير دوم حاصل از انعكاس تصوير اول در داخل اين آب است .

از اين نوع سراب به عنوان سراب پائيني و يا فرعي( سراب پست ) ياد مي شود چرا كه شكل گيري آن در زير خط افق است. سراب هاي بالاتر و اصلي( سراب مرتفع) انواعي هستند كه در بالاي خط افق ظاهر مي شوند . اين نوع سراب در چشماندازهاي پوشيده از يخ و يا آبهاي بسيار سرد روي مي دهد.

جايي كه يك لايه بسيار سردتر از هوا زير لايه نسبتاً گرمتر قرار گرفته است و همين باعث مي شود سراب خيلي بالاتر از سطح معمول آن ظاهر شود. مشاهده ي قايق هايي كه در هوا شناورند بر اثر همين شكل سراب است . در اين نوع معمولاً شيئ بازتابي از اندازه هاي اوليه ي خود خارج شده و تصويري غير واقعي و بسيار بزرگتر را به نمايش مي گذارد. پديده سراب از خرداد تا شهريور، زماني كه هوا بسيار گرم است بسيار ديده مي شود .مهمترين خصيصه در بهتر ديدن سراب رطوبت است كه با دماي هوا نسبت مستقيم دارد.

هر چه هوا گرم تر باشد رطوبت در لايه هاي نزديك به زمين بيشتر است و احتمال ديده شدن سراب هم افزايش مييابد.ورزش باد بايد جزيي باشد و يا اصلا وجود نداشته باشد تا سراب به خوبي به چشم بيايد. لايه اي بودن آسمان هم ، به خوب ديده شدن سراب كمك مي كند ،اگر چه در هواي ابري هم ميتوان سراب را ديد.

سراب در دريا

سراب در دريا نيز بصورت معكوس ديده مي شود. البته اين در جايي است كه هواي مجاور آب ، سرد بوده و در بالاي آن نيز هواي گرمي قرار گرفته باشد، آنگاه كشتيهايي كه از دور مي آيند و در پشت افق پنهانند، بوسيله اين هواي گرم طوري منعكس مي شوند كه ما آنها را در آسمان شناور مي بينيم. در اين حالت معمولاً شيئ بازتابي از اندازه هاي اوليه خود خارج شده و تصويري غير واقعي و بسيار بزرگتر را به نمايش ميگذارد.

پيش بيني سراب

آلبرت انيشتين در سال 1936 با استفاده از نسبيت عمومي نشان داد كه اگر از ديد ناظر رصد كننده ، دو ستاره با كره زمين روي يك خط قرار گيرند، دورترين ستاره علاوه بر تصوير عادي خود كه يك نقطه است، تصوير ديگري به شكل يك حلقه نوراني در اطراف آن نقطه روشن ، پيدا خواهد كرد .اين حلقه نوراني ، نوعي سراب كيهاني و نوعي توهم بصري است. زيرا در عالم حقيقت وجود ندارد .آلبرت انيشتين همخط شدن دو ستاره با زمين را امري بسيار غير محتمل مي دانست و اين پديده را فقط بصورت تئوري ارايه داده بود .