Mirage inférieur

 

 

 

            Les mirages inférieurs que vous observez le plus couramment sont les « flaques d’eau » sur une route goudronnée surchauffée : ce phénomène devrait vous être familier. Il permet de comprendre facilement le principe d'un mirage inférieur, et d'illustrer les conditions nécessaires à sa manifestation. L'image que vous percevez apparaît en dessous de l’objet réel, d’où le nom de mirage inférieur.

 

 

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Les flaques d'eau jouent le rôle de miroir : on observe en réalité les rayons provenant du ciel.

 

 

 

 

       Le mirage inférieur est un phénomène se produisant lorsque les rayons du soleil chauffent fortement le sol, réchauffant à son tour l’air situé juste au dessus de lui. Une couche d’air infiniment mince se forme alors, et sa température diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne du sol. Cependant, l'indice de réfraction de l'air évolue dans le même sens que sa température (loi de Snell-Descartes). Ainsi, comme l’air chaud a une densité moins importante que l’air frais, l’indice de réfraction augmente avec la distance au sol. D’après le principe de réfraction, cela courbe les rayons vers le haut, vers les couches d’air d’indice plus élevé. 

 

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                                      n1 < n2 < n3 < n4 

Les rayons lumineux se dirigeant vers le sol sont progressivement dévié, par réfraction, vers les couches d’air d’indice plus élevé, jusqu’à un angle limite au delà duquel ils sont alors réfléchis : il y a alors réflexion totale.

 

 

 

 


       Le cerveau humain ne percevant la lumière qu’en ligne droite, l’œil qui reçoit les rayons lumineux courbés associe l’origine de ces rayons à un prolongement rectiligne, donnant l’illusion d’une image inversée. On considère qu’une variation de température d’environ 3°C/m est capable de produire un mirage inférieur. 

 

 

 

 

Dans un milieu homogene, la lumière se propage en ligne droite.png

 

Dans un milieu homogéne, la lumière se propage en ligne droite.

 

 

 

Quand la lumière arrive dans une couche d'air plus chaude, elle change de direction à chaque couche. Pour l'observateur, l'image semble prévenir du sol..png

Quand la lumière arrive dans une couche d'air plus chaude, elle change de direction à chaque couche.

 Pour l'observateur, l'image semble provenir du sol.

 

 

→ Mirage supérieur

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