Serap Nedir? Serap nasıl oluşur, bilimsel açıklaması nasıldır? Seraplar ile ilgili bilgi. Işık ışınları bir saydam cisimden bir başkasına, ...
Serap Nedir? Serap nasıl oluşur, bilimsel açıklaması nasıldır? Seraplar ile ilgili bilgi.
Işık ışınları bir saydam cisimden bir başkasına, bir açı altında geçtikleri vakit bükülürler, ya da kırılırlar. Cisimlerden biri öbüründen optik bakımdan daha yoğunlu olduğu vakit, yani ışık, birinde öbüründen daha yavaş gittiği vakit, daima böyle olur.
Örneğin havadan suya geçen ışık yavaşlar ve normale (su yüzeyine dik bir çizgi) doğru bükülür. Sudan havaya geçerken ışık hızlanır ve normalden uzaklaşarak bükülür. Bir ışık ışınının su içinde normalle yaptığı açı, o ışık ışınının hava içinde normalle yaptığı açıdan daima daha küçüktür. Bu sebeple su içinde giden ışık ışınlarının, kırılmadan sonra, yüzey boyunca gidecekleri bir açı bulunmalıdır. Bunun vuku bulduğu açıya kritik açı adı verilir. Su için kritik açı 49°, cam için 42° ilh… dir.
Geliş açısı (ışık ışınlarının ayrılık yüzeyine çarptıkları yerde, normalle yaptıkları açı) kritik açıdan daha büyük olduğu vakit, ışık ışını ikinci ortama (yani havaya) hiç girmez; fakat yansır. Bir yüzey arasından kırılma vuku bulduğu vakit, daima bir miktar yansıma da olur ve yansıyan ışık miktarı yansıma açısıyla, kritik açıya varıncaya kadar artar. Bu noktanın ötesinde ışığın hepsi yansır. Su altında bulunan bir lamba vasıtası ile, iç tam yansımayı ispatlamak kolaydır.
Eğer bir gözleyici, su yüzeyinin yukarısında öyle bir yerde bulunursa ki, lambadan çıkan ışık ışınlarının gözüne gelmesi için suyla hava arasındaki sınıra rastlamaları gereken nokta kritik açıdan daha büyük bir açıda bulunsun, gözleyici lambayı göremeyecektir. Kendisine doğru gelmekte olan ışık ışınları, hiç bir vakit sudan dışarıya çıkamayacaklardır; suyla hava arasındaki ayrılık yüzeyinden yansıyacaklardır. Seraplar, tam iç yansıma misalleridirler.
Çölde serap oluşması için en uygun şartlar, toprağın hemen üstünde bulunan sıcak bir hava tabakasıyla onun yukarısında daha soğuk bir hava tabakası olmasıdır (bu da gündüzün çok vakidir, zira toprak gayet sıcak hale gelir). Uzaktaki bir cisimden, mesela bir ağaçtan, gelen ışık ışınları, soğuk hava arar smdan bir gözleyicinin gözüne bir doğru çizgi boyunca gelirler. Fakat, ağaçtan çıkan başka ışık ışınları da toprağa doğru giderler ve farklı optik yoğunluklara malik olan soğuk ve sıcak hava arasındaki ayrılık yüzeyiyle temasa gelirler. Bu yüzeye çok eğik olarak (kritik açıdan daha büyük bir açıda) çarpan ışınlar, tekrar .yukarıya doğru yansıtılırlar ve böylece gözleyicinin gözüne varırlar. Bu yoldan, gözleyici uzaktaki ağacın sadece kendisini doğru olarak görmekle kalmaz, fakat keza, sanki su dolu bir havuzda yansımış gibi, ters olarak da görür.
Yazın ısınmış yollarda da benzer bir etki görebilirsiniz. Gök ve bulutlar, sanki su birikintilerinde yansıma varmış gibi, yol üzerinde görünürler. Denizde bazen görülen serap tipleri daha muhteşemdirler. Bunlar havada yüzen bir gemi, ya da uzak bir şehrin gökte parıldayan ışıkları şeklini alabilirler. Bu cins bir serabın (üst serap) vuku bulması için lüzumlu şartlar, biraz önceki haldekinin tam tersidirler. Bunun için denizin yüzeyi üzerinde bulunan kalın bir soğuk hava tabakasıyla onun yukarısında daha sıcak bir hava tabakası lazımdı. Gemiden çıkıp yukarıya doğru giden ve soğuk havayla sıcak hava arasındaki ayrılık yüzeyine, kritik açıdan daha büyük bir açıda çarpan ışık ışınlan, uzaktaki gözleyişinin gözüne doğru yansıtılırlar.
YORUMLAR