Như chúng ta đã biết, sự hiện diện của bầu khí quyển giúp tạo ra các hiện tượng thời tiết từ mưa đến nắng hay các hiện tượng như cầu vồng, quầng sáng, hoàng hôn, bình minh,…Trong số các hiện tượng quang học thú vị và khó hiểu nhất của bầu khí quyển, đó là "ảo ảnh".
Ảo ảnh được tạo ra khi ánh sáng đi xuyên qua các lớp không khí có mật độ khác nhau. Khi ánh sáng di chuyển qua các lớp không khí, đường đi của nó bị uốn cong hoặc khúc xạ nếu lớp không khí xung quanh dày đặc. Các ảo ảnh mạnh có thể đánh lừa bộ não nghĩ rằng, nó đang nhìn thấy những thứ hoàn toàn khác với thực tế.
Mặc dù chúng ta gọi là ảo ảnh nhưng thực tế thì nó là hiện tượng có thật và không hẳn là hình dung của trí não.
Thoạt nhìn với bức ảnh được chia sẻ trên mạng gần đây ở New Zealand, có thể nhiều người sẽ lầm tưởng rằng có một con tàu đang lơ lửng ở phía đường chân trời. Nhưng thực tế đây là một ảo ảnh quang học có tên Fata Morgana, một biến thể đặc biệt của ảo ảnh superior.
Ảo ảnh con thuyền đang bay trên không trung
Ảo ảnh này thường bắt gặp trên biển và khiến chúng ta sợ hãi vì cách chúng xuất hiện. Ảo ảnh nói chung là sự kết hợp của ảo ảnh superior và inferior. Gọi là ảo ảnh superior (tốt hơn) hoặc inferior (kém hơn) không phải vì chất lượng hình ảnh mà là dựa trên vị trí thực tế của chúng.
Hiện tượng quang học mà bạn vẫn thấy một con tàu ở ngoài khơi và ở đường chân trời được gọi là hình ảnh superior vì khi đó, con tàu đang lơ lửng trên không trung, tức ở một vị trí cao hơn vị trí thực sự của nó. Thực tế khi đó đang có một lớp không khí nóng đè trên một lớp không khí lạnh. Trong khí tượng học, hiện tượng này gọi là đảo ngược nhiệt độ. Nó khiến ánh sáng tới mắt người nhìn bị bẻ cong và tạo ra ảo giác superior. Như vậy là vị trí của ảo ảnh ở cao hơn so với vị trí thực tế của vật thể.
Còn với ảo ảnh inferior là sự đối nghịch tự nhiên. Tức là không khí lạnh nằm ở trên không khí nóng. Và điều này làm bẻ ánh sáng đi xuống. Khi bạn lái xe vào một ngày nóng nực, bạn sẽ luôn nhìn thấy những ảo ảnh dạng vũng nước trên vỉa hè. Nhưng thực tế nó chỉ là sự phản chiếu của bầu trời và ánh sáng khi đó đã bị bẻ cong thành một điểm có thể quan sát trên mặt đất.
Ảo ảnh inferior thường thấy vào những ngày nắng nóng trên những con đường
Nói cách khác, ảo ảnh inferior là khi vị trí nhìn thấy ảo ảnh thấp hơn so với vị trí thực tế của đối tượng và ảo ảnh superior.
Tuy nhiên có một chi tiết mà ít người biết, đó là ảo ảnh superior hiếm khi được công nhận giống như các ảo ảnh hồ nước trên đường cao tốc. Tuy nhiên nếu bạn đã từng ngắm mặt trời mọc hoặc lặn trên đường chân trời, bạn sẽ luôn tin rằng mặt trời đang ở ngay trên đường chân trời. Nhưng thực tế không như vậy vì mặt trời lúc này đang ở dưới đường chân trời khoảng vài phút trước khi mặt trời mọc hoặc lặn thực sự.
Bởi vì mặt trời dường như cao hơn so với vị trí thực tế của chúng. Như vậy, chúng ta có thể tạm gọi ảo ảnh này là một ảo ảnh superior. Đó là kết quả của sự bẻ cong các tia sáng khi chúng đi từ chân không ngoài vũ trụ đến bầu khí quyển tương đối dày đặc của Trái Đất. Tuy nhiên với hiện tượng những con thuyền hoặc thậm chí cả các thành phố lơ lửng trên không trung là do sự thay đổi của mật độ khí quyển ở các tầng không khí thấp hơn.
Khi các tia sáng khúc xạ hoặc bị uốn cong về phía không khí lạnh và đặc hơn, nghĩa là hướng xuống dưới. Sự cuốn cong này làm cho hình ảnh vật thể xuất hiện ở trên vị trí thực tế của chúng. Bởi khi đó, bộ não của chúng ta cho rằng, các tia sáng đã đi thẳng từ vật thể để mắt chúng ta.
Có khá nhiều các biến thể của ảo ảnh superior tạo ra các hiệu ứng ngoạn mục và đã được đặt tên riêng như hiệu ứng ảo ảnh Bắc cực hoặc Hiệu ứng hillingar, Fata Morgana, Fata Bromosa và ảo ảnh Novaya Zemlya.
Tham khảo Popularmechanic