Миражи возникают, когда в атмосфере происходит быстрое изменение плотности воздуха - когда воздух на одном уровне намного горячее, чем воздух на прилегающем уровне (посмотрите эту страницу ,чтобы узнать, почему горячий воздух менее плотный, чем холодный воздух ).
Обычно это происходит в летние дни, когда асфальтированная дорога, выжженная на солнце нагревает воздух прямо над ней, создавая резкий сдвиг в уровне плотности воздуха у земли. Когда свет проходит между разными уровнями, он изгибается, создавая миражи.
Обычно солнечный свет, отражающийся от объекта (скажем, от автомобиля), отражается во всех направлениях. Вы видите машину, когда ваши глаза обнаруживают этот свет. В пасмурный день вы видите только свет, который отражается от машины прямо на вас. Так вы видите большую часть времени.
В более солнечный день свет, направленный прямо к вам, действует так же, как обычно - он не проходит через разные слои плотности воздуха, поэтому не сильно изгибается. Но часть света, который обычно падает на землю, на самом деле изгибается в воздухе, потому что он перемещается с более прохладного и плотного уровня воздуха в более горячий и менее плотный воздух прямо над землей. Как вы можете видеть на диаграмме ниже, это дает интересный эффект.
Нижняя часть световой волны проходит между слоями первой, поэтому она ускоряется на мгновение раньше, чем верхняя часть. Свет, который обычно падает прямо на землю, изгибается вверх и достигает ваших глаз. Эффект состоит в том, что вы видите изображение автомобиля дважды: один раз на дороге и один раз на поверхности дороги. Свет из нижней части автомобиля отклоняется вверх дальше, чем свет из верхней части автомобиля, поэтому изображение миража выглядит как отражение. Ваш мозг предполагает, что свет движется по прямой линии, поэтому кажется, что есть зеркальное отражение под нормальным изображением. Этот мираж выглядит как лужа на дороге, потому что, как лужа воды, он отражает то, что над ней. Такой мираж называется нижним миражом. потому что он появляется за горизонтом.
Высшие миражи - это миражи, образующиеся над горизонтом. Это происходит, когда уровень более прохладного воздуха ниже, чем более теплый уровень воздуха, обычно над ледяными ландшафтами или очень холодной водой. Этот мираж заставляет вас видеть сцену намного выше, чем она должна быть. Например, вы можете увидеть массу земли или лодку, плавающую в воздухе. Эта ситуация также может исказить изображения, из-за чего лодка будет казаться намного выше, чем она есть на самом деле.
Подобную оптическую иллюзию можно увидеть в любой день, когда небо чистое. Когда солнечный свет попадает в нашу атмосферу, он значительно замедляется. В результате он наклоняется к Земле. Когда солнце находится низко в небе, оно кажется выше, чем есть на самом деле из-за этого преломления. Когда кажется, что солнце вот-вот зайдет за горизонт, это уже произошло. Атмосфера искажает свет по кривой земного шара!
