Eine Fata Morgana
Dieses Spielzeug besteht aus zwei zueinander gewandten sphärischen Hohlspiegeln. Beide Spiegel haben dieselbe Brennweite und der Abstand der beiden längs der optischen Achse ist genauso groß wie die Brennweite, also halb so groß wie der Spiegelradius.
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Die Lichtstrahlen, die den Gegenstand verlassen, fangen ihren Lauf im Brennpunkt des oberen Spiegels an, werden also von ihm parallel zur optischen Achse reflektiert und gehen Richtung unterer Spiegel. Dort werden sie in Richtung des Brennpunkts dieses Spiegels reflektiert, der im Einwurf des oberen Spiegels liegt. Somit entsteht im Einwurf des oberen Spiegels ein umgedrehtes reales Bild des Gegenstands.
Die Berechnung, wo das Bild entsteht ist weit schwieriger als obige Erklärung. Da der Gegenstand im Brennpunkt liegt (p = R/2), entsteht das erste Bild gemäß der Gleichung für Hohlspiegel
formal im Unendlichen q = ∞.
Wegen der sphärischen Abberation muss der Gegenstand, dessen Fata Morgana wir mit Hilfe des Spielzeugs erzeugen wollen, relativ klein sein im Vergleich zum Spiegelradius.
Die Fata Morgana in der Wüste entsteht auf andere Weise: die Erwärmung der Luft an der Erdoberfläche ändert den Brechungsindex (kleiner an der Erdoberfläche als weiter oben) und dadurch werden die Lichtstrahlen gekrümmt, ähnlich wie in einem Lichtleiter, und bewirkt trügerische Bilder.
