Les mirages se produisent lorsqu’il y a un changement rapide de la densité de l’air dans l’atmosphère when lorsque l’air à un niveau est beaucoup plus chaud que l’air à un niveau voisin (consultez cette page pour savoir pourquoi l’air chaud est moins dense que l’air froid).

Cela se produit généralement les jours d’été, lorsqu’une route asphaltée qui a cuit au soleil chauffe l’air directement au-dessus, créant un décalage brusque des niveaux de densité de l’air près du sol. Lorsque la lumière passe entre les différents niveaux, elle se plie, créant des mirages.

Normalement, la lumière du soleil qui rebondit sur un objet (disons une voiture) se reflète dans toutes les directions. Vous voyez la voiture lorsque vos yeux détectent cette lumière. Par temps couvert, vous ne voyez que la lumière qui rebondit sur la voiture tout droit vers vous. C’est ainsi que vous voyez les choses la plupart du temps.

Par une journée plus ensoleillée, la lumière qui se dirige directement vers vous agit comme d’habitude – elle ne se déplace pas à travers différentes couches de densité d’air, donc elle ne se plie pas beaucoup. Mais une partie de la lumière qui frapperait normalement le sol se plie en l’air car elle passe du niveau d’air plus frais et plus dense à l’air plus chaud et moins dense juste au-dessus du sol. Comme vous pouvez le voir dans le diagramme ci-dessous, cela produit un effet intéressant.

La partie inférieure de l’onde lumineuse passe d’abord entre les couches, elle accélère donc un instant avant la partie supérieure. La lumière qui irait normalement directement au sol se penche vers le haut et se dirige vers vos yeux. L’effet est que vous voyez l’image de la voiture deux fois: une fois sur le dessus de la route et une fois sur la surface de la route. La lumière de la partie inférieure de la voiture se penche plus vers le haut que la lumière du haut de la voiture, de sorte que l’image du mirage ressemble à un reflet. Votre cerveau suppose que la lumière se déplace en ligne droite, il semble donc qu’il y ait une image miroir sous l’image normale. Ce mirage ressemble à une flaque d’eau sur la route car, comme une flaque d’eau, il reflète ce qui est au-dessus. Ce genre de mirage est appelé un mirage inférieur car il apparaît sous l’horizon.

Les mirages supérieurs sont des mirages qui se forment au-dessus de l’horizon. Cela se produit lorsqu’il y a un niveau d’air plus frais inférieur à un niveau d’air plus chaud, généralement sur des paysages glacés ou des eaux très froides. Ce mirage vous fait voir une scène beaucoup plus haute qu’elle ne devrait l’être. Par exemple, vous pouvez voir une masse de terre ou un bateau flottant dans les airs. Cette situation peut également fausser les images, ce qui fait qu’un bateau semble beaucoup plus grand qu’il ne l’est réellement.

Vous pouvez voir une illusion d’optique similaire n’importe quel jour où le ciel est clair. Lorsque la lumière du soleil pénètre dans notre atmosphère, elle ralentit considérablement. En conséquence, il se penche vers la Terre. Lorsque le soleil est bas dans le ciel, il semble être plus élevé qu’il ne l’est réellement à cause de cette réfraction. Quand il semble que le soleil est sur le point de tomber sous l’horizon, il l’a déjà fait. L’atmosphère plie la lumière autour de la courbe du globe!

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Pour plus d’informations sur les mirages et autres effets de la réfraction, consultez les liens ci-dessous.