الظاهرة الضوئية “السراب”

1997 عجائب الضوء والمادة تجريباً وتأويلاً

KFAS

الظاهرة الضوئية السراب الفيزياء

أودُّ الآن أن أحدثكم سريعاً عن ظاهرة ضوئية أخرى : السراب.

لا شك أنكم قد رأيتم قبل الآن، وأنتم في سيارة تسير على طريق سخَّنته الشمس كثيراً ، مناطق من الطرق تبدو وكأنها حومات ماء. الواقع أن ما ترونه ليس سوى السماء.

لكنكم اعتدتم ، عندما ترون صورة السماء على الطريق، على أن السبب هو وجود الماء (يحدث عندئذ انعكاس جزئي للضوء عن سطح واحد) .

فكيف نفسر، في تلك الظروف، أن نستطيع رؤية صورة للسماء والماء غير موجود؟ إن هذا ممكن بمجرد أن نعلم أن الضوء يسير في الهواء بأبطاً من سيره في الهواء الساخن.

ولكي يُرى السراب يجب أن يكون الناظر في منطقة من الهواء الأبرد أعلى من طبقة الهواء الساخن بتماس الطريق (شكل 31) .

يصبح عندئذ من السهل أن نفسر لماذا تُرى السماء عندما ننظر نحو الأرض لا في الهواء: يكفي أن نعيِّن طريق الضوء ذا الزمن الأصغري. وليس هذا بالأمر الصعب. ولذلك اتركه لتعملوه في بيوتكم، سترون فيه تسلية مثيرة.

في المثالين اللذين أتيت على تفصيلهما، سواء في الانعكاس عن المرآة أو في مرور الضوء من الهواء إلى الماء. افترضتُ للتبسيط أن الضوء يتألف من قسمين بينهما زاوية، لكن ليس من الضروري أن نفترض أن الضوء، في وسط متجانس، يذهب في خط مستقيم، لكن هذا واقع يمكن أن نفسره أيضا بموجب القاعدة العامة في النظرية الكمومية (تلك التي تقول بأن احتمال وقوع الحادث نحصل عليه من تجميع الأسهم المتعلقة بكل الأساليب التي تتيح لهذا الحادث أن يقع) .