Miért nincs a tűznek árnyéka? Nézd meg videón

Egy fénnyel teli világban, ahol a Nap, a csillagok és mesterséges fényforrások uralják a környezetünket, a lángok titokzatos természete újabb és újabb kérdésekkel ösztönöz spekulációra.

A tudomány és a fotonok világa

Ahhoz, hogy jobban megértsük a tűz és az árnyék viszonyát, érdemes megvizsgálni a fotonok, azaz a fény legkisebb részecskéinek működését. A fotonok különlegesek, mert nem ütköznek egymásnak, nem térítik el egymást, és képesek egyazon térben áthatolni egymáson. Ez azt jelenti, hogy ha egy fényforrás világít egy lángra, a tűz nem állítja meg a fénysugarakat úgy, mint egy szilárd tárgy – ehelyett a fény nagy része egyszerűen áthalad rajta.

A tudósok felfedezték, hogy az árnyékszerű jelenség leginkább attól függ, milyen típusú a láng.

A "luminózus lángok", vagyis azok, amelyek nagy mennyiségű kormot és égésterméket tartalmaznak (például egy gyertya lángja), sokkal könnyebben vetítenek halvány árnyékot.

Ezzel szemben az "nem-luminózus lángok", amelyek tökéletes égéssel, kormozás nélkül égnek (például a kékes színű gáztűzhely lángja), szinte teljesen átlátszóak és nem hoznak létre árnyékhatást.

Miért nincs a lángnak valódi árnyéka?

Egy tárgy árnyékot vet, amikor egy fényforrás fénye akadályba ütközik és nem jut el a mögötte lévő felületre. De milyen jelenségnek lehetűnk tanúi, ha maga az akadály is fényforrásnak számít? A tűz különleges kivétel, hiszen a láng önmaga is fényt bocsát ki, így nem képes teljesen blokkolni más fényforrásokat, köszönhetően a fotonok rendkívüli tulajdonságainak.

Azonban a tűz árnyéktalansága megcáfolandó! Ha egy lángot erős fényforrás világít meg – például a Nap fénye vagy egy nagy teljesítményű lámpa –, akkor bizonyos optikai jelenségek révén a láng árnyékszerű hatást kelthet. A jelenség oka, hogy a láng belsejében mozgó forró gázmolekulák és a keletkező koromszemcsék részben eltérítik, elnyelik vagy szórják a fényt, így az árnyék helyett inkább hullámzó, elmosódott sávok látszódnak.

A tűz árnyéka és a fotonok tánca

Ha mégis látunk valamilyen árnyékszerű formát egy láng mögött, az valójában nem egy igazi árnyék, hanem egy fénytörési illúzió. A tűz és árnyék viszonya inkább a forró levegő mozgásából és a fény hajlításából ered. A lángban található forró gázmolekulák eltérő sűrűségűek, így a fény másképp halad át rajtuk, ami egy hullámzó, vibráló hatást eredményez.

Ezt az optikai jelenséget könnyen megfigyelhetjük egy gyertya vagy egy tábortűz felett: ha figyelmesen nézzük a levegő fodrozódását, látni fogjuk, hogy a hő miatt a fény enyhén eltorzul és szinte táncol a láng körül. Ez a jelenség azonos a “délibáb” jelenségével, amit forró aszfalt felett vagy egy felforrósodott motorháztető körül láthatunk a forró nyári napokon.

Kísérlet otthon: lehet-e árnyékot vetni a tűzzel?

Ha szeretnéd otthon is megvizsgálni ezt a különös optikai jelenséget, próbáld ki a következőt:

• Helyezz egy égő gyertyát egy sima, világos felület elé.

• Világítsd meg egy erős zseblámpával vagy napfénnyel.

• Figyeld meg, hogy a láng milyen árnyékot vet (ha egyáltalán vet).

Észreveheted, hogy a gyertya kanóca és a fém alapja határozott árnyékot vet, de maga a láng legfeljebb egy halvány, remegő formát mutat. Ha füst vagy korom száll fel, az könnyebben vet árnyékot, hiszen a tűz égéstermékei már valódi anyagi részecskéket tartalmaznak, amelyek akadályozzák a fény áthaladását.

A fény és a tűz végső titka

Bár egy fényforrás elvileg nem képezhet árnyékot, a láng által kibocsátott forró gázok és szilárd részecskék révén mégis létrejöhet egyfajta optikai jelenség, amely bizonyos körülmények között árnyékszerű hatást kelt.

A lángok világa tele van titkokkal, és bár a fotonok láthatatlan tánca miatt a tűz soha nem vethet olyan árnyékot, mint egy tárgy, mégis képes a fényt meghajlítani és visszaverni. Így végül a tűz nemcsak megvilágítja a világot, hanem elrejti benne saját misztikus árnyékát is.

Az alábbi videóban is megfigyelhető a különös jelenség: