Physik

Was sind Trugbilder?


Ein von Palmen umgebener See mitten in der Wüste. Dies nennt man eine Oase. Oder besser gesagt, es wäre eine Oase, wenn es nicht nur ein Trugbild wäre. So geschieht es immer in Zeichentrickfilmen: Der müde und durstige Reisende eilt auf diese tropische Oase zu, und erst wenn er tauchen will, verschwindet der See mit all den Palmen.

Diese Art von Fata Morgana ist zwar nur Fiktion, aber es gibt Fata Morgana und sie kann den Anschein erwecken, als gäbe es kein Wasser. Im Gegensatz zur landläufigen Meinung sind Trugbilder keine Halluzinationen, die durch starke Hitze verursacht werden. Sie sind ein echtes optisches Phänomen, das in der Atmosphäre auftritt und sogar fotografiert werden kann.

Sie müssen auch nicht in der Wüste sein, um eine Fata Morgana zu sehen. Sie kommen zum Beispiel an heißen Tagen häufig auf großen Autobahnen vor. Aus der Ferne sehen Sie das Bild eines Fahrzeugs, das sich im Asphalt der Straße zu widerspiegeln scheint, und den deutlichen Eindruck erweckt, dass der Asphalt nass ist und das Fahrzeug von einer Pfütze reflektiert wurde. Aber wenn Sie näher kommen, bemerken Sie, dass die Autobahn völlig trocken ist.

Lichtabweichung

Der Begriff Mirage stammt aus dem Französischen. schau dich an das heißt schau dich an, sieh dich im Spiegel. Mirages entstehen durch ein Phänomen, das von Brechungsphysikern genannt wird - das nichts anderes als die Abweichung von Lichtstrahlen ist.

Nun, aber um zu verstehen, warum die Abweichung des Lichts die Trugbilder bildet, müssen Sie zuerst verstehen, wie unsere Vision ist. Wir können nur erkennen, warum Objekte Licht reflektieren oder emittieren. Genau dieses Licht erreicht unsere Augen und wird durch elektrische Signale an das Gehirn gesendet. Durch die Interpretation der Signale formt das Gehirn Objekte und so sehen wir Dinge.

Das Problem (wenn wir das als Problem ansehen können) ist, dass unser Gehirn versteht, dass sich Lichtstrahlen immer in einer geraden Linie ausbreiten. Dies wäre sogar dann der Fall, wenn die Strahlen auf ihrem Weg niemals Umwege erleiden würden. Eine Lichtverschiebung kann auftreten, wenn ein Blitz durch Medien unterschiedlicher Dichte wie Wasser zu Luft oder von kühler zu wärmerer Luft oder durch Linsen fällt.

Sie können das Phänomen der Brechung leicht beobachten, indem Sie einen Bleistift in ein Glas Wasser legen. Wenn Sie es teilweise eingetaucht lassen, werden Sie feststellen, dass der Bleistift gebrochen aussieht, was offensichtlich nicht stimmt. Ein anderer Fall der Brechung ist der eines Fischers, der einen Fisch im Meer sieht und näher an der Oberfläche sieht als er ist. In diesen beiden Beispielen sehen wir Objekte an einer anderen Position als sie tatsächlich sind. Dies liegt daran, dass wir die Lichtbiegung nicht sehen; Wir sehen nur die Auswirkungen dieser Falte.

Aber jetzt zurück zu den Trugbildern! Haben Sie bemerkt, dass Sie am Strand an sehr sonnigen Tagen Dinge sehen, die ein wenig wackelig entfernt sind? Das physikalische Phänomen, das diese Bilder verwackelt, ist dasselbe wie die Entstehung von Trugbildern in der Wüste oder auf den Straßen.

Durch die starke Hitze bildet sich in Bodennähe eine warme Luftschicht. Und diese Luft ist weniger dicht als die Luft in der Schicht direkt darüber, kälter. Wenn sich die Lichtstrahlen in der warmen Luft schneller ausbreiten, biegen sie sich nach oben. Wenn unser Gehirn jedoch interpretiert, dass das Licht einen geraden Weg zurückgelegt hat, sehen wir das Bild des Objekts, bei dem es sich beispielsweise um eine umgedrehte Palme handeln kann, die sich wie in Pfützen auf der Straße spiegelt, oder um eine See in der Wüste. Das Wasser ist illusorisch, aber die Palme und ihr Bild sind echt. Diese Art von Fata Morgana wird als minderwertige Fata Morgana bezeichnet.

Geisterschiffe

Es gibt eine andere Art von Fata Morgana, diese seltenere und viel beeindruckendere, die man höhere Fata Morgana nennt. Im Gegensatz zu den unteren Trugbildern treten sie durch eine inverse Temperaturverteilung auf, dh eine kühlere Luftschicht in der Nähe der Oberfläche und darüber eine wärmere Luftschicht. Diese Trugbilder sind auch schwer zu erkennen, da sie typisch für Polarregionen oder sehr kaltes Wasser sind.

Höhere Trugbilder lassen das Objekt weit über das hinausschauen, was es wirklich ist. Sie können beispielsweise ein Boot in der Luft schweben sehen oder es sieht viel größer aus, als es tatsächlich ist. Bei marinen Trugbildern können invertierte Bilder von Schiffen erzeugt werden, die aufgrund der Erdkrümmung noch nicht sichtbar sind. Aber auch direkte und schwebende Bilder des Horizonts sind möglich. Vielleicht stammen die Legenden von Geisterschiffen von dort.

Das Guinness-Buch der Rekorde zeichnet das am weitesten entfernte Objekt auf, das jemals durch eine Fata Morgana gesehen wurde. Der Schoner Effie M. Morrissey befand sich am 17. Juli 1939 auf halber Strecke zwischen Grönland und Island, als Kapitän Robert Barlett in Island den Snaefells-Jökull-Gletscher entdeckte, der sich in einer Entfernung von 536 bis 560 km befinden sollte. Die scheinbare Entfernung betrug jedoch nur 40 bis 50 km. Wenn nicht für die Fata Morgana, konnte der Gletscher nicht mehr als 150 km gesehen werden. Es ist jetzt bekannt, dass mehrere entdeckte Gletscher tatsächlich Trugbilder waren. Erstaunlich, nein?

Sie können an jedem Tag mit klarem Himmel ein optisches Phänomen beobachten, das höheren Fata Morgana ähnelt. Da die Erdatmosphäre kein homogenes Medium ist - je höher die Höhe, desto dünner die Luft -, nimmt die atmosphärische Dichte von Oberfläche zu Raum ab. Diese Tatsache bewirkt, dass Licht von einem Stern auf einer nicht geradlinigen Bahn durch die Atmosphäre gelangt.

Wenn wir also auf die Sonne schauen, sehen wir sie nicht in ihrer tatsächlichen Position, sondern höher als sie wirklich ist. Daher kann die Sonne nach Sonnenuntergang und vor Sonnenaufgang sogar unter dem Horizont gesehen werden. Wenn sich die Sonne oder der Mond sehr nahe am Horizont befinden, werden die Lichtstrahlen vom unteren Rand stärker gebogen als die Strahlen vom oberen Rand, sodass sie elliptisch erscheinen.

Quelle: Invivo, Wissenschaft.


Video: Lichtbrechung und Trugbilder I musstewissen Physik (Oktober 2021).