A miragem é ocorrência natural de fenômenos óticos em que os raios de luz são dobrados e produzem imagem deslocada de objetos distantes do céu. Em contraste com alucinação, a miragem é fenômeno ótico real que pode ser capturado na câmera, uma vez que os raios de luz refletem para formar a imagem falsa no lugar do observador. O que a imagem parece representar, no entanto, é determinada por faculdades de interpretação da mente humana. Por exemplo, imagens inferiores na terra são confundidas com reflexos de pequenos corpos de água. Miragens podem ser classificadas como “inferior” ou “superior”.
Viajantes e Ilusão no Deserto
Um viajante que perdeu o caminho no deserto. Com sede e fome homem radiante corre em direção ao Oasis. Para a grande decepção, era apenas ilusão produzida por miragem. Tal episódio foi por vezes retratado em filmes, mas a magia ótica que a natureza tem com a gente – miragem – realmente existe na realidade.
A formação representa resultado da refracção e a reflexão interna total da luz no ar. Para investigar a formação de miragem, precisamos antes compreender porque a luz é refratada para o ar. Regiões de ar com temperaturas diferentes possuem diferentes índices de refração, assim como muitos meios diferentes. Quanto mais próximo o ar ao chão, maior a temperatura e menor o índice de refracção. Podemos imaginar no ar tantas camadas de meio com índice de refracção particular para cada camada, com índice de refracção menor àquelas que estão perto do chão.
Miragem no Deserto
Se a luz viaja a partir de vidro para o ar com ângulo pequeno incidente, parte da luz será refletida de volta, enquanto a parte restante será refratada, passando para fora do vidro. À medida que o índice de refracção do vidro é maior do que no ar, o ângulo de refração é sempre maior se comparado com o ângulo de incidência.
Quando os ângulos de incidência se tornam maiores, a luz refratada chega mais perto da interface, entre o ar e vidro. Quando maior do que o ângulo crítico ela se reflete. Fenômeno chamado de reflexão interna total que demostra o caminho da luz quando acontece à miragem. A reflexão interna total ocorre em outro ponto, e fará com que viaje para cima. Em seguida é refratada através do ar novamente. Por último, vai entrar nos olhos do observador em terceiro ponto, produzindo ilusão de que o oásis está próximo. A reflexão interna total foi descoberta por longo tempo. Algumas das amplas aplicações incluem fibra óptica, câmera Reflex de lente única e telescópio binocular.
Causas da Formação de Miragens
O ar frio é mais denso que o quente e tem maior índice de refração. Conforme a luz passa do ar mais frio através de fronteira nítida, significativamente mais quente, os raios de luz curvam para longe da direção da temperatura gradiente. Quando os raios de luz passam de quente para frio, eles se curvam em direção ao gradiente. Se o ar próximo ao solo está com maior temperatura do que acima, as curvas de raios de luz entram na trajetória ascendente.
Uma vez que os raios atingem o olho do espectador, o córtex visual interpreta como se remonta ao longo de reta perfeita na “linha de visão”. Esta linha é, contudo, uma tangente ao caminho do raio que leva no ponto em que atinge o olho. O resultado é que a “imagem inferior” do céu acima aparece no chão. O espectador pode interpretar de maneira incorreta a vista como a água que está refletindo o céu para o cérebro.
No caso em que o ar perto da terra é mais frio do que o mais alto, os raios de luz da curva descendente produzem uma “imagem superior”.
Miragens
O estado de “repouso” da atmosfera da Terra possui gradiente vertical de cerca de -1°Celsius por cem metros de altitude. (O valor é negativo, porque fica mais frio, como a altitude aumenta.) Para a miragem a acontecer, o gradiente de temperatura tem de ser muito maior este valor. De acordo com Minnaert, a magnitude do gradiente deve ser de pelo menos de 2°C por metro e a miragem não começa até que a forte magnitude atinja 4°C e 5°C por metro. Essas condições ocorrem com forte aquecimento no nível do solo, por exemplo, quando o sol brilha na areia ou asfalto e gera imagem inferior.
Miragem Inferior
Chamada de “inferior” porque a imagem vista é sob o objeto real, o céu (azul) ou qualquer unidade distante da direção, ou seja, existe mancha azulada brilhante no chão à distância. Para os viajantes exaustos no deserto eles aparecem como lago de água. No asfalto de estradas, pode parecer que o óleo de água foi derramado. Isso é chamado de “miragem do deserto” ou “estrada miragem”. Note que tanto areia e asfalto podem se tornar quente quando exposta ao sol.
Os raios de luz provenientes de determinado objeto distante em quase todas as viagens através das camadas de ar se inclinam sobre a mesma quantia. Portanto, os raios provenientes do topo do objeto devem chegar mais baixos que os da parte inferior. A imagem geralmente é de cabeça para baixo, aumentando a ilusão de quê o céu visto à distância simboliza poça de água ou óleo agindo como espelho.
Imagens inferiores não são estáveis. Ar quente sobe e o frio desce para as camadas se misturarem, dando origem a turbulência. A imagem será distorcida em conformidade. Ela pode ser de vibração, que pode ser estendida de forma vertical ou horizontal. Se existem várias camadas de temperatura as miragens podem se misturar, talvez fazendo imagens duplas. Em qualquer caso, geralmente não são maiores do que cerca de meio grau elevado (mesmo tamanho aparente como o sol e da lua) ou dos objetos a apenas alguns quilômetros de distância.
Rodovia Miragem
Pode ser vista em estradas de dia ou de noite, geralmente perceptíveis em dias de sol quente. Ela aparece como um tanque de água, mas se desvanece como ilusão ao se aproximar. Ar quente é menos denso do que o fresco, e a variação entre o ar quente na superfície da estrada e o ar mais denso fresco acima cria índice de gradiente de refração do ar.
Artigo escrito por Renato Duarte Plantier
