3. Konšpirátor vzorové riešenie

Ako by sa dalo predpokladať, naša úloha bude vyžadovať hlbšie zamyslenie sa, než „toto je prúdiaci vzduch aj toto je prúdiaci vzduch, takže pozorovaný jav je založený určite práve na prúdení vzduchu a nie na niečom inom.“

Ak to teda nie je prúdiaci vzduch, čo majú skúmané dva prípady spoločné? Chceme zistiť, prečo vidíme veci tak, ako ich vidíme. Naše zrakové ústrojenstvo vníma predmety, ktoré sa nachádzajú za radiátorom, resp. priestorom, v ktorom fúka vietor, na základe svetelných lúčov, ktoré sa od nich odrážajú a putujú cez okolité prostredie do nášho oka. Teda musia prejsť ponad radiátor alebo cez priestor, v ktorom fúka vietor. Na základe vlastností prostredia, cez ktoré svetelné lúče prechádzajú, sa môžu ohýbať a lámať, teda vastnosti prostredia dokážu ovplyvniť nami vnímaný obraz. Dá sa tento vplyv nejako kvantifikovať? Dá.

Pozrime sa bližšie na index lomu. Je to bezrozmerná veličina, ktorá charakterizuje prechod svetla cez jednotlivé materiály definovaná ako podiel rýchlosti svetla vo vákuu a rýchlosti svetla v skúmanom médiu. Teda čím pomalšie sa svetlu cez niečo prechádza, tým väčší index lomu bude daný materiál mať.

Keď svetlo prechádza z jedného materiálu do druhého s rôznymi indexami lomu, odchýli sa od svojej pôvodnej dráhy. To, o aký uhol sa odchýli, určuje pomer indexov lomu látok, cez ktoré prechádza. Hovorí sa tomu inak Snellov zákon.

\[n=\frac{c}{v}\] \[\frac{n_1}{n_2}=\frac{sin{\theta_2}}{sin{\theta_1}}\]

Index lomu vzduchu závisí od mnohých faktorov, a to hlavne od teploty. Čím je vzduch teplejší, tým je jeho index lomu bližší jednotke, teda jeho vlastnosti sa s rastúcou teplotou blížia vlastnostiam vákua (čo sa prechodu svetla týka). Presný kvantitatívny opis je pomerne náročný a jeho vysvetľovaním by sme zaplnili niekoľko strán. Preto ho nebudeme uvádzať. Nakoniec ho vlastne ani nepotrebujeme.

Čo spraví so vzduchom radiátor? Ohreje ho. Vzduch je teda ľahší (má menšiu hustotu) ako studený vzduch okolo, preto začne od radiátora stúpať a nepravidelne sa premiešavať so studeným vzduchom. Teplota vzduchu nad radiátorom sa mreto miesto od miesta mení. Čo robí chudák svetlo, keď prechádza takouto masou vzduchu, ktorá má na rôznych miestach zakaždým iný index lomu? Musí sa ohýbať ako Neo pred rojom guliek. Hovoríme totiž o prudkých zmenách vlastností vzduchu v relatívne malom objeme. Môžeme s pokojným svedomím povedať, že každý lúč odrazený od skúmaného predmetu si prešiel inou sériou rôzne ohriatych vzduchových más. Keďže sa tento stupeň ohriatia mení aj v čase, keď sa na predmet za radiátorom pozeráme, zdá sa nám, že obraz sa chveje.

Na druhej strane, keď sa pozrieme na vietor, ten je spôsobený pohybom vzduchových más účinkom meteorologických zmien v oveľa väčšom merítku, ako je radiátor. Teplota vzduchu, ktorý tvorí vietor, sa mení omnoho menej ako teplota vzduchu nad radiátorom. Nemení sa teda ani jeho index lomu a predmety sa za veterného dňa nechvejú (ak nie je zrovna víchrica – vtedy sa niektoré predmety pohybujú oveľa viac, ako vplyvom teplého vzduchu nad radiátorom).

Avšak, podaktorí z vás sa môžu diviť, prečo v noci vidíme hviezdy poblikávať? Tento jav tiež musí byť spôsobený atmosférou, o ktorej sme si práve povedali, že svetlo neohýba! Nuž, ak uvážime, že hviezdne svetlo muselo preniknúť celou atmosférou deliacou zemský povrch od vesmíru, určite nemôžeme považovať jej teplotu v celom objeme za konštantnú. V takomto veľkom merítku vie teda vietor ovplyvniť obraz pozorovaných hviezd tak, že premiešava masy rôzne teplého vzduchu.

Záver: Konšpirátorom chýba schopnosť sa hlbšie kriticky zamyslieť alebo si aspoň vyhľadať a overiť zdroje informácií. Nebuďte ako konšpirátori.