Мираж (нижний, «лужа»)
Над раскалённым асфальтом воздух прогрет сильнее у самой поверхности: плотность и показатель преломления n растут с высотой. В слоистой модели величина n sin θ сохраняется вдоль луча, поэтому лучи от неба могут изогнуться вверх и попасть в глаз наблюдателя почти по горизонтали — возникает яркое «пятно», похожее на лужу. Симулятор использует линейный профиль n(y) и трассировку без полной метеорологии; не показаны нижние миражи в других конфигурациях и турбулентность мерцания.
Для кого: Вводный курс: градиент показателя как причина кривизны лучей.
Ключевые понятия
- Нижний мираж
- Градиент n
- Преломление
- Атмосфера
- Горизонт
- Инвариант n sin θ
- Искажение изображения
Как это работает
Над горячей поверхностью воздух разрежен у земли: n(y) растёт с высотой. Для горизонтальной стратификации величина n sin θ сохраняется вдоль луча, поэтому лучи от неба могут изогнуться вверх к глазу — «лужа» — это свет неба, а не вода.
Часто задаваемые вопросы
- Это то же, что верхний мираж?
- Нет. Верхний мираж связан с инверсией температуры, когда холодный воздух оказывается ниже тёплого; картина изгиба лучей другая.
- Почему используется n sin θ = const?
- Для горизонтально однородных слоёв закон Снеллиуса в дифференциальной форме даёт сохранение этой величины вдоль пути.
- Можно ли получить точные углы для дороги?
- Нужны измеренные профили температуры; здесь только настраиваемый градиент для качественной демонстрации.
- Где турбулентность?
- Мерцание «лужи» дают клочья воздуха; модель гладкая и не показывает флуктуации.
Ещё из «Оптика и свет»
Другие симуляторы в этой категории — или все 44.
Отражение
Плоские, вогнутые и выпуклые зеркала с автоматическим построением лучевых диаграмм.
Преломление
Свет на границе сред. Закон Снеллиуса с измерением углов.
Полное внутреннее отражение
Найдите критический угол. Аналогия с волоконной оптикой.
Симулятор линз
Собирающие и рассеивающие линзы с построением хода лучей и формированием изображения.
Простой глаз (тонкая линза)
P_общ = P_глаз + P_очки; 1/v = P − 1/u относительно сетчатки; индикатор размытия.
Формула тонкой линзы
Гипербола d_i(d_o), полюс при d_o = f, схема + проверка 1/d.