Článek
Je červencové odpoledne, sluníčko peče a vy jedete po dálnici, kde teploměr v autě ukazuje pětatřicet stupňů. Před vámi, tak sto metrů daleko, se na asfaltu leskne louže. Vypadá naprosto přesvědčivě — odráží se v ní obloha, možná i auto před vámi. Jedete dál, přiblížíte se… a louže zmizela. Projedete místem, kde měla být, ale asfalt je suchý. Louže prostě není. Posunula se dál, jako by od vás utíkala.
Pokud vás někdy napadlo, zda se vám nezačíná kazit zrak, tahle louže není důvodem k obavám. Vidíte skutečný fyzikální jev — dá se dokonce vyfotit — jen si ho vykládáte jinak. Nedíváte se na vodu. Díváte se na kus oblohy, jehož světlo k vašemu oku dorazilo pořádnou oklikou.
Klíč k celé věci je jedna vlastnost světla, kterou znáte z jiného kontextu: světlo mění směr, když prochází prostředím s jiným indexem lomu. Známý příklad je brčko ponořené do sklenice vody, které při pohledu zvenčí vypadá nalomené. Vzduch se sice na první pohled zdá jako jedno homogenní prostředí, ale nad rozpáleným asfaltem to zdaleka neplatí. Asfalt v létě klidně dosáhne šedesáti, sedmdesáti stupňů — i když teploměr ve stínu ukazuje o dvacet pět míň. A ten rozpálený povrch ohřívá vzduch těsně nad sebou mnohem víc než vzduch o metr výš.
Teplý vzduch je řidší než studený. A řidší vzduch láme světlo míň než hustší, studenější vzduch nad ním. Vzniká tak svislý sled vrstev vzduchu, kde se hustota a s ní index lomu plynule mění s výškou — od horké, řídké vrstvy těsně nad asfaltem po chladnější a hustší vzduch výš. Světlo z oblohy, které k vám míří pod velmi malým úhlem, prochází těmito vrstvami a postupně se ohýbá vzhůru. Výsledek: paprsek, který měl původně namířeno kamsi pod obzor, se najednou stočí a doletí k vašemu oku ze směru, který vypadá, jako by přicházel zezdola, z povrchu silnice.
A protože se vám k oku dostává kus oblohy tam, kde byste normálně čekali asfalt, mozek si lesklou plochu snadno vyloží jako odraz od vody. Jako by se obloha zrcadlila na hladině. Jde o spodní přelud, anglicky inferior mirage. Zdánlivý obraz je pod skutečným objektem a může být převrácený. Označení fata morgana se v běžné řeči používá široce, v optice však pojmenovává složitější typ přeludu; pro silniční louži je přesnější mluvit o spodním přeludu.
Proč vám ta louže utíká, když se přibližujete? Protože úhel, pod kterým se díváte na konkrétní bod silnice před vámi, se mění s tím, jak jedete. Ta konkrétní kombinace vrstev vzduchu, která ohýbá světlo přesně do vašeho oka, se nachází vždycky o kousek dál, tam, kde je úhel pohledu zase dost malý. Je to jako honit duhu — jenom místo kapiček vody tady honíte optimální vrstvu teplého vzduchu, kterou při pohybu nacházíte pokaždé o kousek dál.
Mimochodem, přesně tenhle jev je důvod, proč se vzdálené objekty v horku „chvějí“ a rozmazávají, když se na ně díváte přes rozpálený asfalt nebo přes výfukové plyny tryskového motoru. Vzduch se neustále promíchává konvekcí, vrstvy se vlní a lom světla se mění z milisekundy na milisekundu. Proto ten typický efekt tekoucí, blikající vody na horizontu — neteče tam voda, ale víří vzduch.
Až příště pojedete po rozpálené dálnici a uvidíte zdánlivou louži, zkuste si to představit takhle: nekoukáte na silnici. Koukáte na kousek oblohy, který k vám vzduch propašoval oklikou, a vaše oči, zvyklé na to, že lesklé plochy dole bývají voda, si k tomu jen domyslely tu nejpravděpodobnější historku.
Zdroje
Foto: Brocken Inaglory, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0. Výřez pro titulní obrázek.
