Mirage

« Mirage » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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Mirage chaud sur le Grand Lac Salé, Utah, États-Unis

Un mirage est une image que l'on croit voir alors qu'elle n'est pas réelle : elle est en fait créée par une déformation des rayons lumineux due au fait que la température de l'air n'est pas uniforme.

Gradient thermique[modifier | modifier le wikicode]

L'air expulsé par cet avion à réaction est beaucoup plus chaud que l'air environnant mais refroidit très vite, ce qui produit ici les « vaguelettes de chaleur ».

Un gradient thermique, c'est ce qui produit les petites « vaguelettes de chaleur » à la surface d'une route ou sur la carrosserie d’une voiture, en été, lorsqu'elles sont bien plus chaudes que l'air. C'est un outil mathématique complexe qui sert beaucoup en physique (où l’on étudie, entre autres, les phénomènes liés à la chaleur).

Une grandeur physique (ici, la température) peut varier selon le point où l’on se trouve (et pas forcément en fonction du temps). L’exemple des vaguelettes de chaleur montre un gradient de température : plus on se rapproche de la carrosserie de la voiture, plus il fait chaud. En effet, cette carrosserie est restée au soleil : elle est donc bien plus chaude que l’air ; par conséquent, elle chauffe la couche d'air la plus proche d'elle par conduction. On voit que la température varie selon l’espace (selon que l’on se rapproche ou s’éloigne de la voiture). C’est un gradient.

Le gradient est donc une fonction qui exprime de quelle façon varie la grandeur que l'on mesure (la température, par exemple) dans l'espace.

Gradient d’indice de réfraction[modifier | modifier le wikicode]

Mirage dans le désert des Mojaves, États-Unis

À cause du gradient de température, l’air est d'autant plus chauffé qu’il est proche de la carrosserie. Or, quand l’air change de température, son indice de réfraction change aussi ! Le gradient de température produit donc un gradient d'indice de réfraction. Comme c’est justement un gradient, cela fait des « couches » d’air qui, de plus en plus chaudes, ont un indice de réfraction de plus en plus différent.

La lumière traverse ces couches d’air à diverses températures (et donc avec divers indices), ce qui déforme le trajet des rayons lumineux. D’où les vaguelettes ! Ce sont des rayons lumineux qui venaient d’une autre direction et ont été déviés vers l'œil par le gradient ; on voit donc des choses qui ne sont pas là où on le croit, « derrière les vaguelettes ».

C’est ce genre de gradient d’indice de réfraction, causé par un gradient thermique, qui est la cause des mirages et des fausses flaques d’eau que l’on croit voir briller sur la route en plein été (quand le bitume est beaucoup plus chaud que l’air).

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