Mirage

എന്തുകൊണ്ട് മിറാഷ്(Mirage) ഉണ്ടാകുന്നു?

വളരെ ചൂടുകൂടിയ സമയങ്ങളിൽ, റോഡിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ ദൂരെ ഒരു ചെറിയ കുളം റോഡിന്റെ നടുക്ക് ഉണ്ടെന്നു തോന്നിയവരുണ്ടോ?ആ കുളത്തിൽ റോഡിനു മുകളിലെ ആകാശവും, സമീപത്തായി കാണപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കളുടെയും പ്രതിഫലനം  അതിൽ കാണാം.എന്നാൽ നമ്മൾ ആ സ്ഥലത്ത് എത്തികഴിയുമ്പോൾ കുളം ഒന്നും അവിടെ കാണുകയില്ല.വെറും തോന്നലായി നമ്മൾ മുൻപ് കണ്ട ആ ദൃശ്യത്തെ സ്ഥിതീകരിക്കും.എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നത്? ഇതിന്റെ പിന്നിലെ ശാസ്ത്രം എന്താണ്?
    ചൂടു കൂടുതലുള്ള സമയങ്ങളിൽ , നീളമുള്ള റോഡിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ, അല്ലെങ്കിൽ മരുഭൂമിയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന ഒരു പ്രകാശ പ്രതിഭാസമാണ് മിറാഷ്.ഇതിന്റെ ഫലമായി, റോഡിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ മുകളിൽ പറഞ്ഞ കാഴ്ചകൾ കാണാൻ കഴിയും.മരുഭൂമിയിലും അവസ്ഥ ഇതു തന്നെ.എന്നിൽ എന്തുകൊണ്ടാണ് മിറാഷ് ഉണ്ടാകുന്നതെന്ന് ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ?
   മിറാഷിനെപ്പറ്റി കൂടുതൽ അറിയുന്നതിനു മുൻപ് ഈ പ്രതിഭാസത്തിനു കാരണമായ, പ്രകാശത്തിന്റെ പൂർണ്ണ ആന്തരിക പ്രതിഫലനം (Total internal reflection) എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ പറ്റി അറിയേണ്ടതുണ്ട്.
  ഒരു മാധ്യമത്തിൽ നിന്നും മറ്റൊരു മാധ്യമത്തിലേക്ക് പ്രകാശം കടക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ പാതയ്ക്ക് വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുന്നു.സാന്ദ്രത കൂടിയ (ഉദാ:വെള്ളം) മാധ്യമത്തിൽ നിന്നും സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ (ഉദാ:വായു) മാധ്യമത്തിലേക്കാണ് പ്രവേശിക്കുന്നതെങ്കിൽ, അതിന്റെ പാത നോർമലിൽ(Normal-90°) നിന്നും അകലുന്നു.ഇതിനെ പ്രകാശത്തിന്റെ അപവർത്തനമെന്നു(Refraction) പറയുന്നു.എന്നാൽ, ഒരു പ്രത്യേക കോണളവിലൂടെ പ്രകാശം സാന്ദ്രത കൂടിയ മാധ്യമത്തിൽ നിന്നും സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ മാധ്യമത്തിലേക്ക് കടക്കുമ്പോൾ, രണ്ടു മാധ്യമങ്ങളും കൂടിച്ചേരുന്ന ഭാഗത്തുകൂടി പ്രകാശം കടന്നു പോകുന്നു.ഇങ്ങനെ കടന്നു പോകാനായി കൊടുത്ത കോണളവിനെ ക്രിട്ടിക്കൽ ആംഗിൾ (Critical angle) എന്നു പറയുന്നു.ഇനി, ക്രിട്ടിക്കൽ ആംഗിളിനെക്കാൾ കൂടിയ ആംഗിളിൽ പ്രകാശത്തെ സാന്ദ്രത കൂടിയ മാധ്യമത്തിൽ നിന്നും സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ മാധ്യമത്തിലേക്ക് കടത്തി വിട്ടാൽ,  പ്രകാശം സാന്ദ്രത കൂടിയ മാധ്യമത്തിലൂടെ തന്നെ തിരിച്ചു പ്രതിഫലിക്കുന്നു.ഇതാണ് പ്രകാശത്തിന്റെ പൂർണ്ണ ആന്തരിക പ്രതിഫലനം.
   *മിറാഷുണ്ടാകാനുള്ള കാരണവും* പൂർണ്ണ ആന്തരിക പ്രതിഫലനമാണ്.മിറാഷിന്റെ പ്രവർത്തനം മനസ്സിലാക്കുന്നതിനായി ചൂടുകൂടിയ സമയമുള്ള ഒരു റോഡും, അതിന്റെ ചുറ്റുപാടും, റോഡിന്റെ മുകളിലുള്ള അന്തരീക്ഷവും മനസ്സിൽ കാണുക.റോഡിനു മുകളിലുള്ള ഈ അന്തരീക്ഷത്തെ പല പല പാളി (layer) ആയി കാണുക.സാധരണ സമയങ്ങളിൽ (താപനില താഴ്ന്ന സമയം) റോഡിനോടു ചേർന്നുള്ള താഴത്തെ layerന് ഏറ്റവും മുകളിലുള്ള layerനെക്കാൾ സാന്ദ്രത കൂടുതലുള്ളതായിരിക്കും.പക്ഷേ അന്തരീക്ഷ താപനില കൂടുതലാകുന്ന സമയം ഇത് തകിടം മറിയും.ഈ സമയം റോഡിനോട് ചേർന്നുള്ള താഴത്തെ layerന്റെ സാന്ദ്രത ഏറ്റവും മുകളിലുള്ള layerനെക്കാൾ കുറയും.ഉയർന്ന താപനില കാരണം റോഡ് ചൂടു പിടിക്കുന്നതും കൊണ്ടാണ് ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നത്.
 ഇതിന്റെ ഫലമായി, റോഡിനു മുകളിൽ നിന്നും താഴേക്ക് (സാന്ദ്രത കൂടിയ സ്ഥലത്തു നിന്നും സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ സ്ഥലത്തേക്ക് സഞ്ചരിക്കുന്നു) വരുന്ന പ്രകാശ രശ്മികൾ പല തവണ അപവർത്തനത്തിന് വിധേയമാകേണ്ടി വരുന്നു.ഇങ്ങനെ ഓരോ തവണ ഓരോ layerലൂടെ കടക്കുമ്പോഴുള്ള അപവർത്തനത്തിനു ശേഷം പ്രകാശത്തിന്റെ പാതയിൽ (ആംഗിൾ) വ്യതിചലനമുണ്ടാകുന്നു.അതായത്, ഓരോ അപവർത്തനത്തിനു വിധേയമായതിനു ശേഷം വരുന്ന  പ്രകാശപാതയുടെ കോണളവ് നോർമലിൽ നിന്നും അകന്നു പോയ്ക്കോണ്ടിരിക്കോന്നു.ഇങ്ങനെ താഴേക്ക് വരുന്ന പ്രകാശപാതയുടെ ആംഗിൾ ക്രിട്ടിക്കൽ ആംഗിളിനെക്കാൾ കൂടുമ്പോൾ, അവിടെവെച്ച്, പ്രകാശം പ്രതിഫലിക്കുന്നു.അതായത്, പ്രകാശത്തിന് പൂർണ്ണ ആന്തരിക പ്രതിഫലനം സംഭവിക്കുന്നു. ഇനി, ഒരാൾ ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, നീണ്ടു നിവർന്നു കിടക്കുന്ന റോഡിലേക്ക് നോക്കുന്നതായി കരുതുക.അയാൾ റോഡിലേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ കണ്ണിലേക്ക് വന്നെത്തുന്ന പ്രകാശ രശ്മികൾ പൂർണ്ണ ആന്തരിക പ്രതിഫലനം സംഭവിച്ച രശ്മികളാണ്(മുകളിൽ പറഞ്ഞിരിക്കുന്ന പ്രകാശ രശ്മികൾ).അതുകൊണ്ടുതന്നെ ഈ സമയം റോഡിലേക്ക് നോക്കുന്ന അയാൾ കാണുന്നത് റോഡിനു മുകളിലെ ആകാശവും,ചുറ്റുപാടുമാണ്.റോഡിൽ ഈ കാഴ്ചകൾ കാണുന്നതുപോലെ തോന്നും.മുകളിലെ ആകാശത്തിന്റെ പ്രതിഫലനമാണ് കുളം പോലെ തോന്നിക്കുന്നത്.ഇതു പോലെ തന്നെ മരുഭൂമിയിലും.