אבותינו הבחינו בתופעה לפני זמן רב מאוד, עוד בימים ההם בהם האדמה נחשבה שטוחה. ההבנה של תופעה זו באה בהדרגה, עם התפתחות הידע וגילוי חוקים גופניים.
פיזיקת תהליכים
מילדותנו אנו יודעים שדברים קרים מתכווצים, ודברים חמים מתרחבים עקב הפעילות הגוברת של מולקולות ואטומים. זה חל לא רק על מוצקים, אלא גם על גזים. האטמוספירה שלנו, כתערובת של שלושת הגזים העיקריים - חמצן, מימן וחנקן - אינה יוצאת דופן.
כעת עלינו להיזכר בתופעה אופטית שכזו, המוכרת לנו גם מסלול הפיזיקה בבית הספר, כשבירה - עיוות של קרן אור כאשר עוברים בתקשורת בצפיפות שונה. לדוגמה, אם מסתכלים על כף שנמצאת בכוס עם מים, בגבול המים והאוויר, הכף תופיע כפופה. כשמתבוננים באותה כף, המונחת בחלקה מאחורי פיסת זכוכית עבה, נראה עיוות גדול בהרבה מכיוון שצפיפות הזכוכית גדולה יותר.
השבירה הגלובלית מאפשרת לך להסתכל מעבר לאופק
כאשר אדם צופה בסביבה מההר, הוא רואה את אותה תופעה, רק בקנה מידה עולמי. כמובן שאם אפשר היה להכין כף ענקית ולהניח אותה מעבר לאופק, זה נראה גם מעוות בגלל שבירה.
במקרה זה, המדיום ששובר אור הוא אוויר אטמוספרי. בקיץ, כאשר טמפרטורת האוויר גבוהה, צפיפותו הופכת פחות. אנחנו פשוט לא שמים לב איך האוויר מתרחב.עם זאת, סמוך לאופק, השבירה במהלך מזג אוויר חם היא רק 0.5 מעלות (במובן הגיאומטרי).
בחורף, כאשר האוויר מתקרר וצפוף יותר, זווית השבירה באופק עולה לשתי מעלות. בהתאם, שתי מעלות אלו הן המאפשרות לאדם להביט מעט יותר מעבר לקצה האופק. בגלל השפעה זו נראה לצופה שהוא רואה מההר בחורף הרבה יותר רחוק מאשר בקיץ.
העיקר הוא לפקח על טוהר הניסוי
הדבר האחרון שכדאי לציין למי שרוצה לבצע את הניסוי הזה בכוחות עצמו, לבדוק כמה ניתן לראות יותר בחורף מאשר בקיץ. לצורך טוהר הניסוי, ראוי לציין בדיוק את אותה נקודת תצפית, מכיוון שאם תעלו גבוה יותר לתצפית, אז רמת האופק באמת תתרחק, ללא קשר לשעה בשנה.