Föreställ dig att du är en nomad vandrades genom öken, en stekhet dag för länge sedan- det är torrt, du svettas som en gris och ditt vatten är slut. Som ur ingenstans dyker en oas fram, inte så långt borta. Du släpar dig dit, men när du väl är där finns inget vatten, bara ett träd och rikligt med sand. Detta är vad som kan ha blivit slutet för en del nomader, efter att de sett en hägring.
En hägring är ett fenomen som kan vara lite svårt att förstå till en början, men om man sätter sig in i omständigheterna bakom hägringar så blir de genast ganska enkla att förstå.
OMSTÄNDIGHETERNA KRING HÄGRINGAR
Så det är där vi börjar- omständigheterna bakom hägringar. Om du går på högstadiet vet du säkert ett och annat om densitet, men för säkerhets skull går jag igenom det.
Densitet: Ämnen har generellt sett olika densitet, hur många atomer som finns på en viss volym av ämnet i fråga. Varmare ämnen brukar inte vara lika täta som kalla ämnen, ta vatten som exempel. Om du tar 1 liter vatten och värmer upp det kommer det att ta upp mer plats än när du tog det från kranen, men det är precis lika mycket vatten som när du tog det (i alla fall om du skulle kunna räkna molekyler), förutsatt att inget vatten blivit till ånga och avlägsnats.
Ljusbrytning: När en ljusstråle färdas genom material med olika densiteter börjar intressanta saker att hända. Om en ljusstråle till exempel åker från och igenom ett ”glest” material, som luft, till ett tätare material som glas så bryts ljuset. Ljuset ändrar riktning lite grann. Ett vanligt sätt att se det här är om man har ett sugrör i ett glas fyllt med vatten, eller står med sina fötter i vatten – oavsett vad som är i själva vattnet så ser det lite konstigt ut. Så är det för att ljuset bryts mot sin normal när det färdas från ett glesare material till ett tätare, som ni ser på bilden nedan. Färdas ljuset från ett tätare till glesare material sker det motsatta.
(Källa: yours truly)
Om ljus däremot går från ett tätt material till ett glest material sker det motsatta, ljuset bryts från normalen. Den här brytningen gäller för allt, men ljus bryts olika i olika material. Även från varm luft till kall luft (eller tvärtom) sker brytningen.
Totalreflektion: Skulle man i scenariot innan öka ”I”, infallsvinkeln, så långt att ljuset går från vatten till luften, och sedan fortsatte, skulle vi för eller senare nå den kritiska vinkeln, där totalreflektion sker, inget ljus skulle då lämna vattnet. Totalreflektion sker bara när ljuset går från ett tätare material/medium till ett glesare, tvärtemot går tyvärr inte.
(Källa: Mitt egna geni)
Ljusets brytning och totalreflektion är de två saker som gör hägringar möjliga.
FÖRKLARINGEN
Det finns två typer av hägringar som jag behöver förklara- undre hägring och övre hägring. Båda utgår från samma princip, men de är spegelvända.
Undre Hägringar: Först och främst vill jag förklara undre hägring, för det är den som de flesta antagligen sett, en varm sommardag på en asfaltväg, eller liknande. Först behöver vi bestämma förutsättningarna. Det är väldigt varmt nära marken, men svalare högre upp i luften, vilket gör att densiteten i luften nära marken är låg, men högt uppe är densiteten hög.
(Källa: jag har själv ritat)
Ovan har jag ritat en modell av hur undre hägring fungerar. Vid normalerna som jag ritat på bilden, och även vid totalreflektionen vill jag visa på att en tydlig temperatur-gräns finns, och då även en tydlig skillnad i luftens densitet (Eftersom värme styr densitet till viss del så bryts ljuset lite innan det reflekteras på trädet, mot marken). Då ljuset bryts så når det den kritiska infallsvinkeln, och eftersom ljuset går från tätare till glesare luft sker totalreflektion. Skulle våra ögon befinna sig där pilen är, så skulle vi se trädet där den streckade linjen slutar, då våra ögon är programmerade att ljus alltid åker rakt fram. Eftersom vi också ser trädet där det egentligen är luras våra hjärnor att vi ser en reflektion i vatten, därav ser det ut som en oas när det egentligen bara är ett ensamt träd.
Övre hägringar: Nu ska jag skriva om övre hägringar, som egentligen bara är en spegelvänd version av undre hägringar, fast lite mer komplicerad.
(Källa: jag har ritat)
Ungefär samma sak sker här som i undre hägringen, och även här vill jag visa på temperaturskillnader vid normaler och totalreflektion. Ljuset färdas ner mot vattnet, reflekteras på ytan, på båten, och sedan ut i luften. Där bryts den så att det sedan sker en totalreflektion, och väl där, bryts ljuset lite mer. Därefter sker exakt samma sak som i undre hägring, förutsatt att någon har sina ögon vid den slutgiltiga pilen på ljusets bana. Våra ögon luras, då vi är programmerade att tro att ljuset alltid går i en rak bana. Båten verkar sväva i luften, där den streckade linjen slutar.
KÄLLHÄNVISNING
Allmänna källor
– DeltaStep på youtube, närmare bestämt deras video som heter Total Internal Reflection. Jag anser att DeltaStep är trovärdiga, då projektet leds av flera stora Universitet i bland annat USA och Indien, som till exempel University of Colorado. Videon släpptes september 2015, alltså inte alltför länge sedan, så informationen är antagligen inte för gammal eller falsk. Nya saker kan ha upptäckts, men grundinformationen är fortfarande bra nog, tror jag.
– Ytterligare en video jag använt är denna, en video från en annan indisk kanal, riktad mot barn. Tyvärr kan jag inte säga hur trovärdig denna källa är, men eftersom den säger samma sak som DeltaSteps’ video så kan inte informationen vara helt falsk.
Mer om ljud och ljus 