Реферат на тему 'МИРАЖИ'. Осипова Наталья под руководством Лобанова С. В.

МБОУ Рожковская СОШ

Реферат на тему

«МИРАЖИ»

Выполнила ученица 7 класса

Осипова Наталья

Учитель физики

Лобанов С. В.

ВВЕДЕНИЕ

Свет - в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.

В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение, то есть такие электромагнитные волны, длины которых лежат в диапазоне с приблизительными границами от единиц нанометров до десятых долей миллиметра. В этом случае в понятие «свет» помимо видимого излучения включаются как инфракрасное, так и ультрафиолетовое излучения.

Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов - частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой (или, как говорили ранее, нулевой массой покоя).

Учение о свете и световых явлениях составляет раздел физики, называемый оптикой.

Знание основных оптических законов имеем большое познавательное и практическое значение.

Мы живем в мире разнообразных световых явлений. Многие из них, например, такие, как вечерние зори, когда небо и облака над горизонтом как будто пылают в огне; радуга, простирающаяся от горизонта до горизонта, или полярные сияния, наблюдающиеся в полярных широтах, весьма красочны. Тем, кто не знаком с причинами их возникновения, эти световые явления кажутся необыкновенными и загадочными.

Чтобы выяснить причины тех или иных световых явлений, нужно обнаружить связь наблюдаемого явления с другими явлениями и объяснить его на основании определенного закона природы. Тогда загадочность явления исчезнет, и мы приобретем о нем научное знание.

В повседневной жизни мы встречаемся со многими световыми явлениями, но обычно не задумываемся над ними - настолько они привычны для нас, а вот объяснить их часто затрудняемся. Например, чайная ложка, опущенная в стакан с водой, кажется нам надломленной или сломанной, в зависимости от того, с какой стороны мы смотрим на ложку.

А вот пример более сложного светового явления. Мы видим окружающие нас предметы многоцветными при освещении солнцем или яркой лампой, но с наступлением сумерек или при ослаблении света цветность предметов блекнет.

На основе законов оптики возникла оптическая и осветительная техника.

Оптическая техника получила свое развитие благодаря изобретению и использованию линз. Линзы составляют главную основу оптических приборов. Каждому теперь известны очки, лупа, микроскоп, бинокль, телескоп и др.

Для начала рассмотрим 2 закона распространения света - отражения и преломления.

Закон отражения.

Закон отражения света - устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведённым к отражающей поверхности в точке падения, и этот перпендикуляр делит угол между лучами на две равные части. Широко распространённая, но менее точная формулировка «угол отражения равен углу падения» не указывает точное направление отражения луча. Тем не менее, выглядит это следующим образом:

Этот закон является следствием применения принципа Ферма к отражающей поверхности и, как и все законы геометрической оптики, выводится из волновой оптики. Закон справедлив не только для идеально отражающих поверхностей, но и для границы двух сред, частично отражающей свет. В этом случае, равно как и закон преломления света, он ничего не утверждает об интенсивности отражённого света.

Закон преломления

Пример преломления света. Соломка кажется изогнутой из-за преломления света на границе между жидкостью и воздухом

Преломлением света называется изменение направления распространения света (световых лучей) при прохождении через границу раздела двух различных прозрачных сред.

Когда луч света пересекает границу между вакуумом и другой средой, или между двумя различными средами, длина волны света изменяется, но частота остается неизменной. Если луч света не является перпендикулярным к границе, изменение длины волны приводит к изменению направления луча. Такое изменение направления и является преломлением света.

Преломление света линзами часто используется для такого управления светом, при котором изменяется видимый размер изображения, как например, в лупах, очках, контактных линзах, микроскопах и телескопах.

«…Как иногда в томительной пустыне

Мы видим образы далеких чуждых стран,

Но то лишь призраки, и снова небо сине

И вдаль идет усталый караван…»

Борис Тимофеев.

Рассмотрим одно природное явление, в котором присутствуют законы отражения и преломления света, этим явлением будут МИРАЖИ

Что же такое мираж? Обратимся к ВИКИПЕДИИ: Мираж ( mirage - букв. видимость) - оптическое явление в атмосфере: преломление потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха. Для наблюдателя такое явление заключается в том, что вместе с реально видимым отдалённым объектом (или участком неба) также видно и его отражение в атмосфере.

Ведь это просто волшебство - видеть то, чего нет или находится за сотни километров от наблюдателя. Сказочно, не правда ли? Мираж - это маленькое чудо. Кстати, не только дети так думают. Оказывается, что миражи люди видели еще в глубокой древности. И объясняли их обыкновенным вмешательством богов или духов. Эти сведения до сих пор хранятся в различных преданиях.

Особо красочно и ярко описали миражи крестоносцы, которые шли со своей благой целью в Палестину. Но, к сожалению, им никто не поверил. Уж очень любили в те времена слагать сказки о чудесах востока.

Еще до крестоносцев миражи наблюдались, и довольно часто, жителями Древнего Египта. Там верили, что миражи есть не что иное, как призрак исчезнувшей много сотен лет назад страны. Согласно этой легенде, каждое место на земле имеет свою душу. И вот душа погибшей страны блуждала на просторных египетских пустынях, пытаясь обрести покой.

Да, древние верили в чудеса. Оказывается, все намного проще и вмешательства потусторонних сил для возникновения миражей не обязательно.

То есть мираж - не что иное, как игра световых лучей.

Дело в том, что в пустыне земля прогревается очень сильно. Но при этом температура воздуха над землей на различных от нее расстояниях очень колеблется. Например, температура слоя воздуха на десять сантиметровом над уровнем земли на 30-50 градусов меньше, чем температура поверхности.

Все законы физики гласят: свет в однородной среде распространяется прямолинейно. Однако, при таких экстремальных условиях, закон не действует. А что же происходит? Лучи просто напросто при таких разностях температур начинают преломляться, а у самой земли вообще начинают отражаться, при этом создавая иллюзии, которые мы привыкли называть миражами. То есть воздух у самой поверхности становится зеркалом.

Хотя миражи принято ассоциировать с пустынями, их очень часто можно наблюдать над водной поверхностью, в горах, а иногда даже в крупных городах. Другими словами везде, где возникает резкие изменения температур, можно наблюдать эти сказочные картинки.

Это явление довольно частое. Например, в самой большой пустыне нашей планеты ежегодно наблюдается около 160 тысяч миражей.

Как же развивалось научное наблюдение миражей?

Первое и почетное место можно отдать месье Гаспару Монж. Этот человек в 1799 году первым в письменном виде дал объяснение этому явлению, которое вполне сходно с современным. Он участвовал в египетском походе знаменитого полководца Наполеона Бонапарта. Участники этой экспедиции шли в направлении Нила. Однообразный и довольно унылый вид равнин нарушался лишь изредка небольшими холмиками, на которых иногда просматривались деревушки.

И вот однажды солдаты заметили, что периодически равнины казались затопленные водой, а деревеньки представлялись им небольшими островками. При этом, что особенно поразило людей из экспедиции, под каждым из таких островков было его зеркально отражение, при чем отражался так же и небосвод.

Естественно, что подходя ближе, мираж рассеивался. Естественно, что солдатами это трактовалась как козни врагов и чужих богов. А месье Монж объяснил все с научной точки зрения, чем несравненно помог Бонапарту восстановить порядок в строю.

Второе место, бесспорно, заслужил командир судна «Баффин». Знаменательное событие произошло в далеком 1820 году. В судовом журнале он описал чудеснейший город, в котором огромное количество старинных замков и храмов. При этом данное явление было не только записано, но и подробнейшим образом зарисовано тем же самым капитаном. Естественно, что его свидетельства не подтвердились.

Третье место можно отдать жителям небольшого островка на севере Англии. Они в 1840 году увидели в небесах великолепные белые здания. Подобного они никогда не видели и решили, что это знаменитый хрустальный город, в котором обитает народ финн. Кстати, интересно, что это видение повторилось через 17 лет в течение трех часов.

Дальше сообщения о невиданных городах стали появляться в записях путешественников все чаще.

Очень интересно, что хотя миражи считают детьми пустынь, бесспорным лидером по их возникновению уже давным-давно признали Аляску. Чем холоднее, тем четче и красивее наблюдаемый мираж.

Как бы ни было часто данное явление, изучать его очень сложно. Почему? Да все очень просто. Никто не знает где и когда он появится, каков он будет и сколько проживет.

После того, как появилось множество всевозможных записей о миражах, естественно, их пришлось классифицировать. Оказалось, что, несмотря на все их многообразие, удалось выделить всего шесть видов миражей: нижние (озерные), верхние (возникают в небе), боковые, «Фата-Моргана», миражи-призраки и миражи-оборотни.

Более сложный вид миража называется «Фата-Моргана». Объяснений ему пока не найдено. К разновидности миражей принято относить полярное сияние или миражи-оборотни.

Нижний (озерный) мираж.

Это самые распространенные миражи. Свое название они получили из-за мест своего возникновения. Как вы уже, наверное, догадались, экспедиция Бонапарта видела именно их. Они наблюдаются на поверхности земли и воды (не зря их второе имя «озерные»).

Верхние миражи (миражи дальнего видения).

Этот вид миражей по происхождению так же прост, как и предыдущий вид. Однако такие миражи намного многообразнее и красивее.

Они появляются в воздухе. Самые захватывающие из них знаменитые города-призраки. Очень интересно, что они обычно представляют собой изображения объектов - городов, гор, островов - которые находятся за много тысяч километров.

Боковые миражи

Они возникают возле вертикальных поверхностей, которые сильно прогреваются солнцем. Это могут быть скалистые берега моря или озера, когда берег уже освещен Солнцем, а поверхность воды и воздух над ней еще холодные. Этот вид миражей очень частое явление Женевского озера.

Фата-Моргана

Фата-Моргана - самый сложный вид миражей. Оно представляет собой совокупность сразу нескольких форм миражей. При этом предметы, которые изображает мираж, многократно увеличиваются и довольно сильно искажаются.

Интересно, что свое название этот вид миражей получил от Морганы - сестры знаменитого Артура. Она, якобы, обиделась на Ланцелота за то, что он отверг её. На зло ему она поселилась в подводном мире и стала мстить всем мужчинам, обманывая их призрачными видениями

К фата-морганам можно отнести и многочисленных «летучих голландцев», которых до сих пор видят мореплаватели.

Они обычно показывают корабли, которые находятся за сотни и даже тысячи километров от наблюдателей.

Миражи-призраки или миражи-оборотни.

Они производят особы психологический эффект на своих жертв. Некоторые видения ставят в тупик и современных ученых. Например, французский колониальный отряд пересекал алжирскую пустыню. Недалеко они увидели стаю фламинго. Но стоило им пересечь границу миража, вместо двух ног у каждой стало по четыре. Настоящий арабский всадник в белом.

Командир отряда, естественно, испугался и послал разведчика проверить, что за люди в пустыне. Когда же солдат попал в зону миража, он, во всем разобрался. Hо случившиеся с ним метаморфозы, наблюдаемые товарищами, повергли их в шок. Ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, он сидит на фантастическом чудовище.

Пожалуй, о разновидностях миражей больше сказать нечего.

Хотелось бы добавить, что хотя это чрезвычайно красивое и таинственное зрелище, оно так же очень опасно. Миражи убиваю, и доводят до сумасшествия своих жертв. Особенно это касается пустынных миражей. И объяснение этого явления не облегчает участь путников.

Однако люди пытаются с этим бороться. Создают специальные путеводители, на которых указаны места наиболее частого появления миражей, а иногда и их форм.

Что ж, вроде все. Кстати, миражи получают в лабораторных условиях. Еще одна загадка раскрыта.

Заключение

В своей работе я описала одно из интересных явлений природы, связанных с особенностями распространения света в различных средах. А сколько ещё не менее интересных и загадочных явлений происходит вокруг нас! Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема.

Работая с дополнительной литературой, я убедилась, что на вопросы, которые возникают при наблюдениях за окружающим нас миром, можно всегда найти ответы.

Вывод: мираж - это оптическое явление, показывающее в более или менее искажённой форме предметы, расположенные на самом деле не в том месте, где мы видим их изображение. Мир загадочен, но познаваем.

Спасибо за внимание.

Список литературы:

2. «Википедия» - ()

3. «Оптика» - (http://optika8.narod.ru/History.htm)