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Miragem

Miragem é um fenômeno da óptica geométrica que se dá após ocorrer a refração e reflexão da luz em ambientes onde há temperatura muito elevada ou baixa.
Miragem dando a ideia de que a rua está molhada e refletindo as árvores em volta.
Miragem dando a ideia de que a rua está molhada e refletindo as árvores em volta.

A miragem é um fenômeno muito famoso em filmes ou desenhos animados que têm o deserto como cenário, no qual o personagem tem a impressão de estar vendo água onde não há. Apesar do que muitos pensam, que se trata de uma alucinação causada pela perda de líquidos em um ambiente de temperatura muito elevada, a miragem, na verdade, é a junção de dois fenômenos da óptica geométrica: a refração e a reflexão.

Esse acontecimento não é limitado ao deserto, podendo ocorrer em qualquer ambiente onde a temperatura está muito alta, como demonstrado na imagem anterior, ou muito baixa. No segundo caso, o fenômeno é chamado de Fata Morgana.

Leia também: Arco-íris ou círculo-íris — qual é verdadeiro formato desse fenômeno óptico?

Resumo sobre miragem

  • Ocorre em ambientes com a temperatura elevada. A luz que vem de cima vai se refratando a cada camada de ar com temperatura mais alta até ser refletida, quando forma um ângulo crítico com a camada de ar mais quente, fazendo com que a luz retorne para cima.
  • A Fata Morgana ocorre em ambientes com a temperatura muito baixa. A luz que vem de baixo vai se refratando a cada camada de ar com temperatura mais alta até ser refletida, quando forma um ângulo crítico com a camada de ar mais quente, fazendo com que a luz retorne para baixo.
  • A refração é caracterizada pela luz ser projetada em uma superfície ou meio, atravessando-o e sofrendo um desvio.
  • Na reflexão, a luz, ao ser projetada em uma superfície, retorna ao meio original.
  • Ângulo crítico é aquele em que a luz, ao incidir em uma superfície ou meio, não pode ser refratada, apenas refletida.

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 O que é a miragem?

A miragem é um fenômeno que ocorre quando a luz proveniente do Sol atravessa várias camadas de ar, com cada camada tendo uma temperatura mais alta que a anterior. Devido à diferença de temperatura entre as camadas, cada uma funciona como se fosse uma lente.

Isso ocorre porque quanto maior a temperatura, mais separados os átomos do ar ficarão, consequentemente, cada camada funciona como meio distinto, e a luz é refratada ao atravessar cada uma delas.

Demonstração da luz sendo refratada ao trocar de meios de propagação.
Demonstração da luz sendo refratada ao trocar de meios de propagação.
Distância entre os átomos do ar em temperaturas diferentes.
Distância entre os átomos do ar em temperaturas diferentes.

A cada refração sofrida, o ângulo de refração aumenta, até chegar ao ponto em que se torna crítico. Nesse caso, a luz não pode mais sofrer refração, então ela é refletida para o meio anterior.

Um observador que estiver no caminho da luz refletida verá o reflexo “tremulado” do que está acima do chão devido às ondas de calor irradiadas por ele. Essa tremulação causa impressão de estar refletida sobre a água, logo, o observador imagina que está “vendo” água no deserto. Ao contrário do que é pensado, isso não é uma ilusão devido à desidratação do deserto, tanto que uma miragem pode até ser fotografada, já que se trata de um fenômeno óptico.

Fenômeno de miragem ocorrendo no deserto.
Fenômeno de miragem ocorrendo no deserto.

Como acontecem as miragens?

Como exposto, para a miragem ocorrer, é necessário que a luz proveniente do Sol atravesse várias camadas de ar, e cada qual deve ter uma temperatura maior que a anterior.

Formação de uma miragem.
Formação de uma miragem.

Na figura anterior, os termômetros do lado esquerdo demonstram que quanto mais perto do solo, mais alta é a temperatura, isso porque o ar, por estar sempre em movimento, não retém a temperatura, mas o solo, por estar parado, em relação ao ar, não tem como trocar calor com outro corpo de tamanho relevante, logo, sua temperatura é muito mais elevada, e quanto mais a camada de ar estiver perto dele, maior será sua temperatura.

É possível perceber que, a cada camada de ar que a luz atravessa, o ângulo de refração vai aumentando até a luz ser refletida. Após isso, o observador que olha para o solo tem a impressão de que está vendo o reflexo do céu em um lago ou similar.

Leia também: Dispersão da luz e as cores do céu

Fata Morgana

A miragem ocorre quando a refração e a reflexão no ar ocorrem devido a altas temperaturas, sendo refletido o que está em cima. Contudo, se ela ocorre em um ambiente onde a temperatura é muito baixa, trata-se da Fata Morgana, o fenômeno no sentido oposto.

Fenômeno Fata Morgana em uma ilha, causando a impressão de que ela está flutuando um pouco acima do mar.
Fenômeno Fata Morgana em uma ilha, causando a impressão de que ela está flutuando um pouco acima do mar.

Em um ambiente onde a temperatura é muito baixa, quanto mais próximo do solo, menor é a temperatura. Como o chão não é uma fonte de calor natural, o ar frio, por ser mais denso, fica mais próximo a ele.

Assim sendo, a luz emitida por um objeto que está na parte mais fria percorrerá as camadas de ar, cada uma com temperatura mais alta que a anterior, refratando-se todas as vezes que mudar de uma camada de temperatura mais baixa para outra de temperatura mais alta, até chegar ao ângulo crítico e ser refletida. Devido a esse fenômeno, é possível ver o reflexo de objetos que estão no chão em algum ponto acima, como se estivessem flutuando.

Publicado por Gustavo Campos

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