Le phénomène des mirages

Résumé du document

Un mirage est un phénomène optique, qui est dû à une densité inégale des couches d'air, à la réflexion partielle ou totale des rayons lumineux et qui consiste à ce que les objets éloignés aient une ou plusieurs images pouvant être inversées et/ou superposées (...)

Extraits

[...] Il existe deux grands types de mirages : les mirages terrestres et les mirages gravitationnels. Nous pouvons distinguer trois grands types de mirages terrestres : - Les mirages inférieurs. - Les mirages supérieurs. - Les mirages déformants. Les mirages inférieurs sont dus au réchauffement du sol par les rayons solaires, celui-ci ainsi chauffé augmente la température de l'air situé au- dessus. Il y a donc une différence de température entre les couches d'air près du sol et celles plus éloignées. [...]

[...] - On laisse de nouveau reposer. On laisse le sel se dissoudre (quelques heures sont nécessaires, mais l'effet est déjà observable au bout d'une heure). En l'absence de remous, la diminution de la concentration du bas vers le haut de la cuve, crée un gradient d'indice dans le fond de celle-ci. - On dirige horizontalement, dans cette cuve, le faisceau du laser, près du fond, où on a crée le gradient d'indice. Analyse de l'expérience : Nous avons créé un milieu non homogène composé d'eau, d'albumine (pour nous permettre de distinguer les rayons lumineux) et de sel. [...]

[...] L'existence des mirages gravitationnels avait été démontrée par Albert Einstein en 1919, mais ce n'est qu'en 1979 que le premier mirage gravitationnel fut observé. En observant les images de deux sources lumineuses, des astronomes se sont aperçus qu'elles avaient le même spectre, ce qui montre que les deux images ne correspondent qu'à une seule étoile. Exemple de mirage gravitationnel. But : Démontrer que les rayons lumineux peuvent être déviés ou peuvent se courber selon la variation du gradient de concentration. Matériel et produits : - Cuve parallélépipédique en verre. - Laser. - Eau. - Gros sel en cristaux. - Albumine. [...]

[...] Elle nous apprend par la formule : n1 sin i1 = n2 sin i2, qu'un rayon lumineux passant d'un milieu 1 d'indice de réfraction n1 à un milieu 2 d'indice de réfraction n2, et i1 et i2 étant les angles de réfraction, qu'un rayon lumineux peut être réfracté, et que les indices de réfraction sont proportionnels à la densité du milieu et inversement proportionnels à la température, donc nous pouvons en déduire deux solutions : - Si n2>n1, alors le milieu 2 est plus réfrigérant que le milieu 1 : le rayon lumineux est donc dévié et se rapproche de la normale et i2 diminue. Ce schéma représente la situation d'un mirage inférieur. [...]

[...] Le gradient thermique est dit négatif. L'air frais étant plus dense que l'air chaud, l'indice de réfraction augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sol et donc les rayons lumineux sont déviés vers le haut, vers les couches d'air où l'indice de réfraction est le plus élevé. L'œil humain est habitué à l'observation dans des milieux homogènes, où les rayons se propagent en ligne droite. Comme ce n'est pas le cas dans ces situations notre cerveau croit que les rayons viennent du sol et en déduit que le réfléchissement de l'image est dû à la présence d'eau sur le sol. [...]