أثناء القيادة في يوم حار مشمس ، ربما تكون قد فوجئت بمشاهدة بركة من الماء على بعد بضع مئات من الأمتار على الطريق ، ومع ذلك بعد المرور والوصول إلى تلك البقعة لا تجد الماء في أي مكان ، لتجدها قد تحركت على بعد بضعة مئات من الأمتار على الطريق مرة أخرى ، لتصل إلى هذا المكان ولكنك لا تجد أي أثر للمياه ، كيف يمكن أن يبدو امتداد كامل من الطريق مليئا بالماء ، ومن ثم يكون جافًا قبل أن تصل إليه ؟!
إذا سبق لك أن طاردت هذه المياه ، فقد تعلمت بالطريقة الصعبة أنه لا يوجد ماء هناك ، إنها في الواقع ظاهرة بصرية ، وتعمل بمثابة وهم بصري يربك أي شخص يضع عينيه على الطريق أمامه في يوم شديد الحرارة .
لماذا نشاهد في بعض الأحيان مياه مزيفة على الطرق في يوم حار؟
بشكل مختصر برك الماء المزيفة التي نراها على الطريق في يوم مشمس تعود لظاهرة ضوئية تسمى السراب ، والتي تنجم عن الانكسار (أو الانحناء) لأشعة الضوء بسبب اختلاف درجات حرارة الهواء فوق الطريق .
دعونا في البداية نفهم كيف تتأثر سرعة الضوء بالوسط ؟
يسافر الضوء في خط مستقيم بسرعة ثابتة 300 مليون متر في الثانية ، ومع ذلك تتأثر سرعته بالوسط الذي ينتقل من خلاله ، على الرغم من أن الضوء ينتقل بهذه السرعة في الفراغ ، إلا أنه يتباطأ قليلاً عندما ينتقل من وسط أرق (هواء) إلى وسط أكثر كثافة (زجاج ، ماء).
يحدث هذا التباطؤ الظاهر عندما تتفاعل الفوتونات (الجسيمات المجهرية التي تشكل “الضوء”) مع جسيمات الوسط الذي تنتقل عبره ، ونتيجة لذلك يتم امتصاصها ، مما يقلل متوسط سرعة الضوء بمقدار صغير في وسط معين .
كيف يرتبط انكسار الضوء وسرعته بـ “المياه المزيفة” على الطرق؟
يعتمد مؤشر الانكسار في الوسط جزئياً على درجة حرارته ، عادة كلما ارتفعت درجة حرارة الوسط ، كلما كان أقل كثافة ، والأمر بالتفصيل كالتالي :
في يوم مشمس حار ، تسخّن الشمس الطريق كثيرًا ، تمامًا مثل أي شيء آخر! ومع ذلك ، بما أن الطرق عادة ما تكون سوداء ، فإنها تمتص الكثير من الحرارة وتصبح أكثر سخونة من الأجسام ذات الألوان الفاتحة ، هذا يرفع درجة حرارة طبقة الهواء الموجودة مباشرة فوق سطح الطريق ، وهذا يخلق وسطًا غير منتظم الكثافة ، حيث يصبح الهواء فوق الطريق أقل كثافة من باقي الهواء .
تسير الأشعة الضوئية من الشمس عبر الهواء في خط مستقيم ، ولكن عندما تصل إلى الطبقة الأكثر دفئًا (والأقل كثافة) فوق الطريق مباشرةً ، تزداد سرعتها قليلاً وتغيّر مسارها ، لتنكسر لتصل إلى عينيك ، وبالتالي فإن المياه التي تراها على الطريق ليست في الحقيقة ماء ، بل صورة منعكسة للسماء .
هذا السراب يمكن أن يكون قاسي جدا ، خصوصا للمسافرين العطشى الذين يبحثون يائسين عن الماء في صحراء مترامية الأطراف ، فهذا الوهم البصري يجعل الأمر يبدو كما لو أن هناك ماء قريبًا ، لأن الماء (أو على الأقل صورة) الذي يظهر بسبب السراب مثالي جدًا بحيث لا يمكنك فعلًا تمييزه عن الماء .
