Miraż (fatamorgana)

Z powierzchni dziurawej "muszli" patrzy na nas świnka, ale kiedy próbujemy ją złapać - nasze palce chwytają powietrze.


Zabawka ta składa się z dwóch wklęsłych luster, zwróconych do siebie. W wylocie górnego zwierciadła powstaje obraz świnki, która w rzeczywistości stoi na dnie.

Na pustyni "fatamorgana" to obraz dalekiej oazy, który powstaje z zakrzywienia promieni nad gorącym piaskiem.

Zabawka ta składa się z dwóch wklęsłych zwróconych do siebie zwierciadeł sferycznych. Oba zwierciadła mają taką samą ogniskową, a odległość między zwierciadłami (wzdłuż osi optycznej układu) równa jest wielkości tej ogniskowej (czyli połowie promienia krzywizny).

Promienie świetlne wychodzące z przedmiotu rozpoczynają bieg w ognisku zwierciadła górnego, więc odbijają się od niego równolegle do osi optycznej i podążają w kierunku zwierciadła dolnego. Następnie odbijają się od zwierciadła dolnego, w kierunku ogniska tego zwierciadła, które znajduje się w otworze zwierciadła górnego. W efekcie w otworze zwierciadła górnego powstaje odwrócony rzeczywisty obraz przedmiotu.

Obliczenie, gdzie powstaje obraz, jest dużo trudniejsze niż powyższe wyjaśnienie. Ponieważ przedmiot znajduje się w ognisku (p = R/2), więc pierwszy obraz, zgodnie z równaniem zwierciadła wklęsłego


1/p + 1/q = 2/R


powstaje formalnie w nieskończonej odległości q = ∞.

Ze względu na aberrację sferyczną przedmiot, którego miraż chcemy uzyskać za pomocą tej zabawki musi być względnie mały i niski w stosunku do promienia krzywizny zwierciadeł.


Miraż na pustyni powstaje w inny sposób - nagrzewanie się powietrza przy powierzchni ziemi powoduje zmianę współczynnika załamania światła w powietrzu (mniejszy przy powierzchni ziemi niż wyżej) i przez to zakrzywienie się promieni świetlnych, nieco podobnie jak w światłowodzie, co powoduje powstawanie złudnych obrazów.