Como funcionam as miragens

Miragens são criadas através da curvatura da luz. Jason Edwards / Getty Images

Nos desenhos animados, as miragens são visões elaboradas de oásis tropicais, com palmeiras e piscinas ornamentadas. Eles surgem de repente no deserto quente e desaparecem quando o herói está prestes a mergulhar. Esse tipo de ilusão é ficção completa, é claro, mas miragens realmente existem, e podem fazer você ver água não há nenhum. Em áreas quentes, você os vê ao longo da estrada o tempo todo.

Um momento perigoso para ver uma miragem seria durante uma descida escaldante em um dos melhores destinos de sandboard do mundo. Confira o artigo, o vídeo e as imagens de sandboard no Discovery’s Fearless Planet para saber mais.

Nesta edição do HowStuffWorks , examinaremos os princípios científicos simples por trás desse estranho fenômeno. Também veremos algumas miragens menos comuns, como ilhas e navios fantasmas flutuantes.
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Luz curva
Fazendo uma Miragem

Luz de curvatura

No tipo mais comum de miragem, um objeto parece ser refletido como se houvesse uma poça de água no chão. Esse fenômeno é causado pela refração da luz -- a flexão de feixes de luz. A luz se curva quando passa de um meio para outro – do ar para a água, por exemplo, ou mesmo do ar mais frio para o ar mais quente. Isso pode parecer uma ideia estranha, mas é realmente muito simples.

Imagine que você está empurrando um carrinho de compras em um estacionamento. Se você está exercendo uma força constante, a velocidade do carrinho depende do meio está viajando -- neste caso, a superfície pavimentada do estacionamento. O que acontece quando você empurra o carrinho de compras para fora do estacionamento, em uma área gramada? Se você empurrá-lo diretamente para a grama, ele simplesmente diminuirá a velocidade. O meio de grama oferece mais resistência, por isso é preciso mais energia para mover o carrinho de compras.

Mas se você empurrar o carrinho na grama em um ângulo, algo mais acontece. Se a roda direita atingir a grama primeiro, ela diminuirá a velocidade enquanto a roda esquerda ainda estiver no pavimento. Como a roda esquerda está se movendo brevemente mais rapidamente do que a roda direita, o carrinho de compras virará para a direita à medida que se move para a grama. Da mesma forma, se você passar de uma área gramada para uma área pavimentada, uma roda acelerará antes da outra e o carrinho irá girar.

Uma onda de luz funciona de maneira semelhante. Sua velocidade depende de que tipo de meio está passando. No vácuo do espaço, a luz viaja em velocidade máxima porque não há matéria que a retarde. Tem mais dificuldade em se mover através de uma área cheia de matéria, como a atmosfera gasosa da Terra, então se move mais lentamente. À medida que se move de um meio para outro em ângulo, uma parte da onda muda de velocidade um instante antes da outra, e a luz gira.

Na próxima seção, descobriremos como esse fenômeno cria miragens.

Fazendo uma Miragem

As miragens ocorrem quando há uma mudança rápida na densidade do ar na atmosfera -- quando o ar em um nível é muito mais quente que o ar em um nível adjacente (confira esta página para descobrir por que o ar quente é menos denso que o ar frio).

Isso geralmente ocorre nos dias de verão, quando uma estrada de asfalto que está queimando ao sol aquece o ar diretamente acima dela, criando uma mudança acentuada nos níveis de densidade do ar perto do solo. À medida que a luz passa entre os diferentes níveis, ela se curva, criando miragens.

Normalmente, a luz do sol refletida em um objeto (digamos, um carro) reflete em todas as direções. Você vê o carro quando seus olhos detectam essa luz. Em um dia nublado, você só vê a luz que reflete do carro em sua direção. É assim que você vê as coisas na maioria das vezes.

Em um dia mais ensolarado, a luz que se dirige diretamente para você age como normalmente - ela não se move através de diferentes camadas de densidade do ar, então não se dobra muito. Mas parte da luz que normalmente atingiria o solo na verdade se dobra no ar porque se move do nível de ar mais frio e mais denso para o ar mais quente e menos denso logo acima do solo. Como você pode ver no diagrama abaixo, isso produz um efeito interessante.

A parte inferior da onda de luz passa primeiro entre as camadas, então ela acelera um instante antes da parte superior. A luz que normalmente iria direto para o chão se inclina para cima e viaja até seus olhos. O efeito é que você vê a imagem do carro duas vezes:uma vez no topo da estrada e outra na superfície da estrada. A luz da parte inferior do carro se inclina mais para cima do que a luz da parte superior do carro, então a imagem da miragem parece um reflexo. Seu cérebro assume que a luz está viajando em linha reta, então parece que há uma imagem espelhada abaixo da imagem normal. Esta miragem parece uma poça de água na estrada porque, como uma poça de água, está refletindo o que está acima dela. Esse tipo de miragem é chamado de miragem inferior porque aparece abaixo do horizonte.

Milagres superiores são miragens que se formam acima do horizonte. Isso ocorre quando há um nível de ar mais frio abaixo de um nível de ar mais quente, geralmente sobre paisagens geladas ou água muito fria. Essa miragem faz com que você veja uma cena muito mais alta do que deveria. Por exemplo, você pode ver uma massa de terra ou um barco flutuando no ar. Essa situação também pode distorcer as imagens, fazendo com que um barco pareça muito mais alto do que realmente é.

Você pode ver uma ilusão de ótica semelhante em qualquer dia quando o céu estiver claro. À medida que a luz do sol entra em nossa atmosfera, ela diminui consideravelmente. Como resultado, ele se inclina em direção à Terra. Quando o sol está baixo no céu, parece estar mais alto do que realmente está por causa dessa refração. Quando parece que o sol está prestes a cair abaixo do horizonte, já caiu. A atmosfera está dobrando a luz ao redor da curva do globo!