Serap laboratuvarda çoğaltılabilir mi?
Serap ilginç bir optik fenomendir.Bir serapın en yaygın örneği "ıslak yol" etkisidir.Sıcak yaz aylarında yolun mesafesinden yol alanındaki suyu görebilirsiniz.Bu bir çeşit seraptır. Bazı nadir seraplarda, uzaktaki manzaraları ve binaları bile görebilirsiniz. Peki serap nasıl oluştu? Bu fenomen laboratuvarda yeniden üretilebilir mi?
Serap, aslında zaman ve uzay bozukluğuyla hiçbir ilgisi olmayan doğal bir optik olgudur. Basitçe söylemek gerekirse, atmosferdeki termal gradyan ve kırılma indisi değişiklikleri ışığı bükerek nesnelerin gerçek konumdan daha yüksek veya daha alçak görünmesine neden olarak optik bir yanılsama yaratır.
Doğada, serapların görünümü hava yoğunluğundaki farklılıklarla ilgilidir. Bu durumu laboratuvarda simüle etmek istiyorsanız, havanın yoğunluğunu değiştirmek için ısıtılmış bir yüzeye ihtiyacınız var. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, yoğunluk o kadar düşük ve kırılma indisi o kadar düşük olur. Bununla birlikte, hava yoğunluğundaki farkı tam olarak kontrol etmek zordur.
Aslında serap etkisi, farklı sıcaklıklarda su veya farklı yoğunluklarda karışık sıvılar kullanılarak da elde edilebilir. Serap deneyini etkili kılmak için anahtar, yeterince kararlı bir kırılma indisi gradyanı elde etmektir.
Alt serapta nesnenin konumu gerçek konumundan daha aşağıda görülüyor ki bu ıslak yol etkisinde olduğu gibi aslında yol yerine gökyüzünü görüyoruz. Yükseklik arttıkça yoğunluk kademeli olarak artarsa kırılma indisi de artacak ve içinden geçen ışık yukarıya doğru bükülecektir.
Tersine, yükseklik arttıkça kırılma indisi yavaş yavaş azalırsa, bir serap görünecektir. Başlangıçta uzak manzara görünmezdir, ancak ışığın kırılmasından sonra bir serap oluşturarak manzaranın konumunu gerçek konumdan daha yükseğe çıkarır, böylece gözlemci uzaktaki manzarayı görebilir.
Ek olarak, yan serap laboratuvarda çoğaltılabilir. Michael Vollmer ve diğerleri, bir oyuncak figürün yanında birden fazla görüntünün belirdiğini görmek için U şeklinde bir ısıtma kanalı kullandı. Bu, yandan görünüştür.
Bununla birlikte, doğadaki büyük ölçekli karmaşık serapları simüle etmek gerçekçi değildir.Şu anda, bu kadar büyük ölçekli deneyler yapmak için hiçbir koşul yoktur.Laboratuar ve doğa aynı enerji seviyesinde değildir. Ama ne olursa olsun, doğada bir serapın orijinal bir sahnesi vardır ve bir serap özel bir varlık değildir.
Referanslar
T López-Arias, G Calzà, Luigi Gratton, S. Oss, Bir şişedeki seraplar, Fizik Eğitimi, 2009, 44: 582-588.
Michael Vollmer, Robert Greenle, Atmosferik optikte Halo ve serap gösterileri, Applied Optics, 2003, 42: 394-398.
