Nei cartoni animati, i miraggi sono visioni elaborate di oasi tropicali, complete di palme e piscine decorate. Spuntano all'improvviso nel caldo deserto e poi scompaiono proprio mentre l'eroe coperto di sole sta per tuffarsi dentro. Questo tipo di illusione è una finzione completa, ovviamente, ma i miraggi esistono davvero e possono farti vedere l'acqua dove non ce n'è. Nelle zone calde, li vedi sempre lungo l'autostrada.
Un momento pericoloso per vedere un miraggio sarebbe durante una corsa in discesa vertiginosa in una delle migliori destinazioni di sandboarding del mondo. Per saperne di più, dai un'occhiata all'articolo di sandboarding, al video e alle immagini su Discovery's Fearless Planet.
In questa edizione di HowStuffWorks , esamineremo i semplici principi scientifici alla base di questo strano fenomeno. Vedremo anche alcuni miraggi meno comuni, come isole fantasma e navi in bilico.
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Nel tipo più comune di miraggio, un oggetto sembra riflettersi come se ci fosse una pozza d'acqua sul terreno. Questo fenomeno è causato dalla rifrazione della luce -- la curvatura dei fasci di luce. La luce si piega quando passa da un mezzo all'altro, dall'aria all'acqua, per esempio, o anche dall'aria più fredda all'aria più calda. Può sembrare un'idea strana, ma è davvero molto semplice.
Immagina di spingere un carrello della spesa in un parcheggio. Se stai esercitando una forza costante, la velocità del carrello dipende dal mezzo sta viaggiando -- in questo caso, la superficie pavimentata del parcheggio. Cosa succede quando spingi il carrello fuori dal parcheggio, su un'area erbosa? Se lo spingi direttamente sull'erba, rallenterà semplicemente. L'erba media offre più resistenza, quindi ci vuole più energia per spostare il carrello.
Ma se spingi il carrello sull'erba ad angolo, succede qualcos'altro. Se la ruota destra colpisce per prima l'erba, rallenterà mentre la ruota sinistra è ancora sul marciapiede. Poiché la ruota sinistra si muove brevemente più velocemente della ruota destra, il carrello della spesa girerà a destra mentre si sposta sull'erba. Allo stesso modo, se ti sposti da una zona erbosa a una pavimentata, una ruota accelererà prima dell'altra e il carrello girerà.
Un'onda luminosa funziona in modo simile. La sua velocità dipende dal tipo di mezzo che sta attraversando. Nel vuoto dello spazio, la luce viaggia alla massima velocità perché non c'è alcuna materia che la rallenti. Ha difficoltà a muoversi attraverso un'area piena di materia, come l'atmosfera gassosa della Terra, quindi si muove più lentamente. Mentre si sposta da un mezzo all'altro ad angolo, una parte dell'onda cambia velocità un istante prima dell'altro e la luce si accende.
Nella prossima sezione scopriremo come questo fenomeno crea miraggi.
I miraggi si verificano quando c'è un rapido cambiamento nella densità dell'aria nell'atmosfera -- quando l'aria a un livello è molto più calda dell'aria a un livello adiacente (controlla questa pagina per scoprire perché l'aria calda è meno densa dell'aria fredda).
Ciò si verifica comunemente nei giorni estivi, quando una strada asfaltata che è stata cotta al sole riscalda l'aria direttamente sopra di essa, creando un brusco cambiamento nei livelli di densità dell'aria vicino al suolo. Quando la luce passa tra i diversi livelli, si piega, creando miraggi.
Normalmente, la luce solare che rimbalza su un oggetto (diciamo un'auto) si riflette in tutte le direzioni. Vedi l'auto quando i tuoi occhi rilevano questa luce. In una giornata nuvolosa, vedi solo la luce che rimbalza dall'auto direttamente verso di te. Questo è il modo in cui vedi le cose la maggior parte delle volte.
In una giornata più soleggiata, la luce diretta verso di te si comporta come al solito:non si muove attraverso diversi strati di densità dell'aria, quindi non si piega molto. Ma parte della luce che normalmente colpirebbe il suolo si piega effettivamente a mezz'aria perché si sposta dal livello dell'aria più fresca e densa all'aria più calda e meno densa proprio sopra il suolo. Come puoi vedere nel diagramma sottostante, questo produce un effetto interessante.
La parte inferiore dell'onda luminosa passa prima tra gli strati, quindi accelera un istante prima della parte superiore. La luce che normalmente andrebbe dritta a terra si piega verso l'alto e viaggia verso i tuoi occhi. L'effetto è che si vede l'immagine dell'auto due volte:una volta in cima alla strada e una volta sul manto stradale. La luce dalla parte inferiore dell'auto si piega più verso l'alto rispetto alla luce dalla parte superiore dell'auto, quindi l'immagine del miraggio sembra un riflesso. Il tuo cervello presume che la luce viaggi in linea retta, quindi sembra che ci sia un'immagine speculare sotto l'immagine normale. Questo miraggio sembra proprio una pozza d'acqua sulla strada perché, come una pozza d'acqua, riflette ciò che c'è sopra. Questo tipo di miraggio è chiamato miraggio inferiore perché appare sotto l'orizzonte.
miraggi superiori sono miraggi che si formano sopra l'orizzonte. Ciò si verifica quando c'è un livello di aria più fresca inferiore a un livello di aria più calda, in genere su paesaggi ghiacciati o acqua molto fredda. Questo miraggio ti fa vedere una scena molto più alta di quanto dovrebbe essere. Ad esempio, potresti vedere una massa di terra o una barca che galleggia a mezz'aria. Questa situazione potrebbe anche distorcere le immagini, facendo sembrare una barca molto più alta di quanto non sia in realtà.
Puoi vedere un'illusione ottica simile ogni giorno quando il cielo è sereno. Quando la luce del sole entra nella nostra atmosfera, rallenta notevolmente. Di conseguenza, si piega verso la Terra. Quando il sole è basso nel cielo, sembra essere più alto di quanto non sia in realtà a causa di questa rifrazione. Quando sembra che il sole stia per calare sotto l'orizzonte, l'ha già fatto. L'atmosfera sta piegando la luce attorno alla curva del globo!
Per ulteriori informazioni sui miraggi e altri effetti della rifrazione, controlla i link nella pagina successiva.
