در درس هاي گذشته، آموختيم كه با گذر از يك محيط به محيط ديگر، نور مي شكند، با تغيير محيط، سرعت نور تغيير مي كند كه اين باعث مي شود كه جهت حركت نور تغيير كند. تا به حال بيشتر مرزها قابل تشخيص بودند. مثل آب درون استخر و هوا كه مرز بين اين دو ماده قابل تشخيص هستند.

اشاره كرديم كه در مرز بين دو ماده، پديده ي شكست رخ مي دهد و بعد از شكست، نور به مسير خود در خط مستقيم ادامه مي دهد. در اين موارد، فرض بر اين بود كه محيط همگن است. محيط همگن، محيطي است كه چگالي نوري تمام نقاط آن يكسان مي باشد. محيط همگن از بالا و پايين و از سمت چپ و راست يكسان است.

به طور كلي همه محيط ها همگن نيستند، واقعيت اين است كه هوا گاهي محيطي ناهمگن مي باشد كه يكي از پديده هاي شكست نور به نام سراب در هواي ناهمگن تشكيل مي شود.

سراب

سراب؛ پديده اي نوري است كه توهم وجود آب را در هواي ناهمگن ايجاد مي كند. اين پديده، معمولاً در روزهاي گرم تابستان و هنگام رانندگي به سمت پايين جاده مشاهده مي شود.

فرض كنيد در يك روز گرم، در يك جاده به سمت پايين حركت مي كنيد، به نظر مي رسد كه در فاصله چند صد متري (حتي يك كيلومتري) گودال آبي وجود دارد؛ اما هنگامي كه به آن نقطه مي رسيد، متوجه خواهيد شد كه هيچ گودال آبي وجود ندارد. ممكن است اين اتفاق بارها و بارها براي شما بيفتد.

سراب در روزهاي گرم آفتابي رخ ميدهد. خورشيد، جاده را تا دماي بسيار بالا گرم مي كند. جاده ي داغ، هواي اطراف خود را گرم مي كند. دماي هوا بالاي جاده، بيشتر از دماي هواي متوسط هوا در روز مي باشد. چگالي نوري هواي گرم كمتر از هواي سرد است. پس با گرم تر شدن هواي بالاي سطح جاده نسبت به ساير قسمت ها، يك محيط ناهمگن ايجاد مي شود. نور در محيط همگن در خط مستقيم حركت مي كند در حالي كه در محيط ناهمگن مي شكند. اگر راننده با يك زاويه ي خيلي كوچك، به قسمت پاييني جاده نگاه كند، (حدود ا كيلومتري) همانطور كه در شكل مي بينيد، نور براي رسيدن از جسم روي جاده به چشم راننده مسير منحني شكلي را طي خواهد كرد.

نور براي حركت به قسمت هاي نزديك جاده، چون هوا رقيق تر است، سرعتش افزايش مي يابد، با اينكه مرز مشخصي بين دو محيط وجود ندارد؛ سرعت نور تغيير مي كند. تغيير در سرعت نور با تغيير در جهت حركت همراه است. اگر مرز مشخصي بين دو محيط وجود داشت؛ خميدگي مسير نور در جهت دور شده از خط عمود صورت مي گرفت.

از آنجا كه پرتو از خط عمود (به طور مرز) دور مي شود. پرتو نور در جهت موازي شدن با خط جاده خميده شده سپس به طرف هواي سردتر رو به بالا خميده مي شود. به اين ترتيب، شخصي كه به طرف پايين جاده نگاه مي كند، مي بيند كه چيزي روي جاده قرار گرفته است.

البته سراب يك پديده ي عادي نيست، اما گاهي رخ مي دهد. شايد با دانستن اين مفاهيم شما بيشتر از قبل به پديده هاي اطراف خود در روزهاي گرم دقت نموده و اين پديده را تجربه كنيد.