Joli mirage

[Amanuensis]

N'est-ce pas le principe des lentilles gravitationnelles ?

Il me semble que non. Les géodésiques du genre lumière répondent au principe que la tangente en un point du chemin détermine tout le chemin, non ?
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[Mailou75]

Ou alors, c'est Coluche (Stéphane Maréchal) qui a raison : "Un bateau qui s'envoooole, ce sont des choses qui arrivent..."

Ok

[Sethy]

Dans les schémas donnés par 86cat et dans l'explication du Guardian, le bateau est au delà de l'horizon ce qui explique que les rayons directs n'arrivent pas à l'oeil de l'observateur. C'est aussi le cas sur les exemples donnés ici avec le mont Canigou.

C'est l'équivalent des expériences d'Eddington. Sauf que dans un cas, c'est le soleil qui masque et la "gravité" qui dévie. Alors que dans l'autre cas, c'est la terre qui masque et les différences d'indice de réfraction entre des couches d'air qui agit tel un miroir ou une lentille, au choix.

Note : Il est évident que les photons que l'oeil reçoit ne sont pas ceux qu'il aurait normalement du recevoir. C'est le fait que la lumière est déviée qui fait que ces photons arrivent jusqu'à nous. Ici, s'il était possible de vérifier, je suis certain que le bateau apparaitrait tel qu'il serait vu par quelqu'un en hélicoptère.

[Amanuensis]

Note : Il est évident que les photons que l'oeil reçoit ne sont pas ceux qu'il aurait normalement du recevoir. C'est le fait que la lumière est déviée qui fait que ces photons arrivent jusqu'à nous.

Ce qu'on voit à travers l'atmosphère est TOUJOURS dévié. Il n'y a pas de "normalement dû recevoir". (Par exemple le coucher de Soleil tel que vu est toujours retardé par rapport au coucher "astronomique". Et ce n'est pas un hélicoptère qui suffira pour "vérifier" ; seul le calcul le permet.)

[invite968be57d]

Bonjour

Oups. C'est l'équivalent des expériences d'Eddington......... Dans les expériences d'Eddington, le soleil ne masque pas......... Wiki:"....Selon la relativité générale, une étoile visible à proximité du Soleil devrait apparaître à une position légèrement plus éloignée de celui-ci parce que sa lumière devrait être légèrement déviée par l'action de la gravitation exercée par la masse du Soleil...". Et Eddington a comparé des photographies pendant l'éclipse. Et des photographie à un autre moment. Des photographies des étoiles de l'amas des Pléiades. Et de fait, les étoiles "proches" de la direction (azimut) du soleil ne sont pas "à la même" place sur les clichés......



Dans les mirages, ce n'est pas la masse de la terre qui dévie les "rayons" lumineux. Elle ne le fait qu'un tout tout tout tout tout tout petit peu. Et tous de la même façon.
Ce sont les différentes températures (et humidité???) des couches d'air qui font dévier les rayons les "rayons" lumineux. Et pas tous de la même façon.
Et donc, ceux qui viennent du bateau (première photo) "s'ajoutent" à ceux qui viennent du ciel. Mais c'est le bateau qu'on voit. Avec cette teinte bleutée.

Mais j'adore l'expérience d'Eddington.... Je reviendrai sur le sujet.

86cat

Et la figure que j'ai mise n'est pas juste; ne correspond pas à la réalité. L'étoile n'est pas masquée par le soleil...

[Amanuensis]

Et si on enlève l'atmosphère, l'hélicoptère il reste au sol.

Plus sérieusement, dans l'explication qui paraît correcte, l'effet n'est visible que dans une gamme d'altitudes très restreinte. Si l'observateur se place plus haut ou plus bas, le paysage lui apparaît "normalement", c'est à dire avec le "redressement" dû à la réfraction "usuelle", les images "dans le bon ordre" vertical. Et le navire est visible ou non en appliquant les règles usuelles pour l'horizon "redressé", rien qui amène question.

Une fois de plus, dans le cas décrit message #1, ce n'est pas qu'on puisse voir le navire qui est intéressant, mais l'inversion verticale entre l'image du navire et l'image d'une partie du ciel, qu'on voit sous le navire.

L'explication donnée par le Guardian est celle de la réfraction usuelle, celle qui s'applique au coucher de Soleil, celle qu'on peut comparer avec la déviation près du Soleil (mutatis mutandi). Faut un peu plus pour expliquer l'inversion des images.

Oups. C'est l'équivalent des expériences d'Eddington.........

Non.

Certains sont en train de faire dévier le fil sur le sujet de la réfraction "usuelle" des images par l'atmosphère. Ce n'est peut-être pas bien compris de tous, mais ce n'est pas le sujet de ce fil.

Et donc, ceux qui viennent du bateau (première photo) "s'ajoutent" à ceux qui viennent du ciel.

Selon l'explication qui paraît correcte, non. Il n'y a pas d'addition. (Le bleuté est peut-être juste l'usuel, dû à une grande épaisseur d'air (montagnes lointaines vues bleutées).

[Amanuensis]

Ceci dit, qu'on voit le navire comme sur la photo est quand même anormal, non pas qualitativement (la réfraction atmosphérique permet de voir "au-delà" de l'horizon géométrique) mais quantitativement. Cela ne se réalise pas juste à voir la photo, faut quelques calculs.

Mais en gros, si on suppose un gradient d'indice monotone (les couches d'air ayant une température décroissant du bas vers le haut), alors la gamme de température ne permet pas une déviation aussi importante de l'image du navire.

Cela demande donc là encore une explication bien plus poussée que celle de la simple réfraction usuelle, celle avec une diminution monotone de la température de l'atmosphère. L'explication qui paraît correcte explique non seulement l'inversion des images mais aussi cette déviation quantitativement trop grande pour la réfraction usuelle.

[Sethy]

Ah bon ...

En rouge la lumière que l'oeil aurait du recevoir en absence de soleil.

[mach3]

De plus en plus de participations dans ce fil font référence à la relativité générale qui est hors-sujet. Merci d'en rester à la réfraction atmosphérique.

mach3, pour la modération

[Sethy]

Deuxième image de la page, deux trajets optiques.

https://intra-science.anaisequey.com...que/236-mirage

[B4lbu]

Cette image me semble bizarre, pour qu’il y ait une différence de température des couches atmosphériques telle que l’effet soit aussi spectaculaire, je me serais attendu à ce qu’il y ait également énormément de turbulences (temporellement et spatialement)

Là, même si on suppose que la durée d’ouverture pour le cliché est très courte, l’image du bateau n’est pas du tout déformée (notamment toutes les lignes droites sont conservées ) … mais il y a peut-être une explication pour ça aussi

[Amanuensis]

Deuxième image de la page, deux trajets optiques.

https://intra-science.anaisequey.com...que/236-mirage

Oui. Et ?

[Amanuensis]

Cette image me semble bizarre, pour qu’il y ait une différence de température des couches atmosphériques telle que l’effet soit aussi spectaculaire, je me serais attendu à ce qu’il y ait également énormément de turbulences (temporellement et spatialement)

[En supposant que "Cette image" réfère à celle citée message #1]

Comme il faut une "inversion", c'est à dire qu'une couche d'air se trouve entre deux couches d'air plus froid, c'est nécessairement instable, et cela va être turbulent tôt ou tard. Autrement dit, le phénomène ne va pas durer longtemps ! Mais l'air peut être stable, sans turbulence, quelque temps...

(Et, si je comprends bien l'explication, non, cela ne demande pas une différence de température particulièrement grande. Le côté spectaculaire vient d'autre chose.]

[invite968be57d]

Bon bon bon bon.

J'ouvre une nouvelle discussion...........

86cat

[Sethy]

Cette image me semble bizarre, pour qu’il y ait une différence de température des couches atmosphériques telle que l’effet soit aussi spectaculaire, je me serais attendu à ce qu’il y ait également énormément de turbulences (temporellement et spatialement)

Là, même si on suppose que la durée d’ouverture pour le cliché est très courte, l’image du bateau n’est pas du tout déformée (notamment toutes les lignes droites sont conservées ) … mais il y a peut-être une explication pour ça aussi

L'explication est simple et tient dans le ratio entre la taille du bateau et la courbure de la terre.

Quant aux turbulences, il n'y en a pas ou peu puisqu'on parle justement d'une inversion dans les couches d'air chaude et froide. S'il y avait des turbulences, cette inversion disparaitrait rapidement.

En espérant ne pas être hors sujet, mais je me souviens qu'on obtenait le même résultat dans des piscines destinées à chauffer de l'eau grâce à l'énergie solaire. Au fond de la piscine se trouve une saumure (mélange d'eau et de sel) qui (de mémoire) absorbe mieux l'énergie solaire que l'eau douce en surface. Alors bien sûr, il y a un gradient de densité et en plus des filets, néanmoins les courants de convections (= turbulences) sont maitrisés.

[azizovsky]

Une vidéo où un oiseaux qui apparait et disparait sous un certain horizon, et le plus étonnant quand t'il arrive près du bateau, au ralentis, deux image, une sous et l'autre avant, puis un halo... !!!

[Mailou75]

Et la pomme tu l'as vue ? C'est un exercice sur After Effects ?

[azizovsky]

Et la pomme tu l'as vue ? C'est un exercice sur After Effects ?

Oui, tous est possible sur la plage (décoration) , mais ma constatation à un lien avec le biréfringence citer par notre cher Amanuensis et la vidéo et repris par d'autres...

[mach3]

Une vidéo où un oiseaux qui apparait et disparait sous un certain horizon, et le plus étonnant quand t'il arrive près du bateau, au ralentis, deux image, une sous et l'autre avant, puis un halo... !!!

c'est truqué, le bateau est trop net, aussi net que les objets au premier plan et plus net que la mer. Sans intérêt pour le fil...

m@ch3

[Pio2001]

Bonjour,
Cela me semble compatible avec une lame d'air froid entre deux lames d'air chaud et présentant un front convexe face au navire :

fatamorgana.png

Le rayon "image mer" est le seul à ne pas être réfracté.
Le rayon "image ciel" est réfracté par la partie inférieure du front convexe, qui est tournée vers le bas.
Le rayon "image navire" est réfracté par la partie supérieure du front convexe, qui est tournée vers le haut.

Si ce modèle est correct, alors le photographe doit se placer exactement à la bonne hauteur pour que son angle mort démarre à la base de la coque du navire. S'il monte ou descend son point de vue, l'eau apparaîtra sur la photo sous le navire, ou au contraire le bas de la coque disparaîtra de la photo.

fatamorgana2.png

[Pio2001]

Avez-vous remarqué la similitude entre l'image prédite du milieu dans mon message précédent et les photos de mirages inférieurs sur les routes chaudes ?

L'explication est alors bien plus simple : c'est un mirage inférieur du ciel, tout simplement. Le photographe l'a habilement, ou par chance, fait coïncider avec l'horizon.

[Amanuensis]

Cela me semble compatible avec une lame d'air froid entre deux lames d'air chaud et présentant un front convexe face au navire :

[...]

Le rayon "image mer" est le seul à ne pas être réfracté.
Le rayon "image ciel" est réfracté par la partie inférieure du front convexe, qui est tournée vers le bas.
Le rayon "image navire" est réfracté par la partie supérieure du front convexe, qui est tournée vers le haut.

On pourrait penser avec un tel modèle qu'il y a une autre image du navire, arrivant à l'oeil entre "l'image mer" et "l'image ciel", qui a été gentiment "oubliée" dans le diagramme. Auquel cas on a le pendant d'un mirage inférieur, une image réfracté normalement, plus un reflet. Mais ce n'est pas ce que montre la photo.

Ou encore, c'est l'idée "d'angle mort" qu'il faudrait clarifier.

[Amanuensis]

Autre point : le cas le plus simple d'un mirage inférieur s'interprète comme un reflet, et alors le reflet est inversé haut/bas.

[Sethy]

Autre point : le cas le plus simple d'un mirage inférieur s'interprète comme un reflet, et alors le reflet est inversé haut/bas.

Que se passe-t-il si les conditions sont telles que l'image se reflète 2x d'affilée ?

[Amanuensis]

Que se passe-t-il si les conditions sont telles que l'image se reflète 2x d'affilée ?

Elle sera droite, bien sûr. Mais faut alors expliquer où et comment se font les deux réflexions.

L'explication des mirages les plus simples demandent juste une réflexion, obtenue par une composition assez simple des couches d'air. (Et c'est encore plus simple pour la réfraction "usuelle", celle qu'on constate en permanence.) Les 'fata morgana" sont les plus complexes des mirages, et demandent une situation pas vraiment simple des couches d'air, de la position de l'observateur, et, dans certains cas, la prise en compte de la rotondité de la Terre...

[Sethy]

Je crois que ce qui fait la différence, c'est qu'aujourd'hui, tout le monde a un appareil photo sur lui et a l'habitude de s'en servir. Même pour un événement aussi improbable que celui-là, il suffit qu'une personne le voit et pense à l'immortaliser.

[Amanuensis]

Oui...

[HS : perso je trouve ça très bien pour la vulgarisation de la physique : cela diffuse des cas exceptionnels de phénomènes de "physique de base", exceptionnels mais néanmoins constatables par tout un chacun. Cela change de la pseudo-vulgarisation des avancées modernes de la physique mathématique, ésotérique et sans utilité pour l'écrasante majorité des humains. (Que j'apprécie essayer de comprendre ces avancées est indépendant de l'opinion exprimée par ce paragraphe.)]

[invite968be57d]

Bonjour

Dans l'expérience classique des fentes de Young. Si on se met à l'écran d'observation et qu'on regarde vers les trous, il me semble qu'on voit deux images de la source.
Dans l'expérience du fils de fer de Fresnel (à une autre échelle que Fresnel ou avec un objectif beaucoup plus petit que l'oeil (j'ai pas trouvé des mots meilleurs...)), il me semble qu'on voit aussi deux images de la source. Si le bateau (1°photo) était une source lumineuse, on pourrait le voir au dessus ou en dessous (*). Mais il faut tenir compte de l'environnement autour du bateau (autour de la source lumineuse....)
(*) Cà dépend évidement de la répartition des diverses couches d'air

86cat

[Pio2001]

On pourrait penser avec un tel modèle qu'il y a une autre image du navire, arrivant à l'oeil entre "l'image mer" et "l'image ciel", qui a été gentiment "oubliée" dans le diagramme. Auquel cas on a le pendant d'un mirage inférieur, une image réfracté normalement, plus un reflet. Mais ce n'est pas ce que montre la photo.

Ou encore, c'est l'idée "d'angle mort" qu'il faudrait clarifier.

J'ai abandonné ce modèle compliqué et improbable 10 minutes après l'avoir posté. Il ne faut retenir que le diagramme de mon second message, très courant sur les routes où l'on a l'illusion que la chaussée est couverte de flaques d'eau.

Autre point : le cas le plus simple d'un mirage inférieur s'interprète comme un reflet, et alors le reflet est inversé haut/bas.

Le mirage inférieur montre une bande de ciel uniforme entre l'eau et le bateau. Inversée ou non, elle garde le même aspect.
Sur la vidéo postée par Azizovsky, l'oiseau passe par moments derrière ce mirage.

[Pio2001]

Voici une vidéo de Mick West davantage argumentée :

https://www.youtube.com/watch?v=er1mh90wN-k

Mick a développé un simulateur de réfraction dans lequel on peut entrer une courbe de température et le logiciel montre les mirages qui doivent se produire alors.

Son logiciel reproduit les mirages inférieurs, supérieurs, fata morgana et looming, ainsi que tout autre effet qui se produirait avec un gradient de température différent.

Les images de bateaux flottants ne sont pour lui pas des mirages, mais une illusion due à la couleur de la mer qui exactement celle du ciel.

Ses arguments :
Les images de mirages sont très distordues, alors que les images de bateaux flottants sont parfaitement nettes.
On distingue faiblement l'horizon réel juste sous le bateau.
Si c'était un mirage supérieur, le bateau serait à l'envers.
Si c'était un effet de looming, le bateau ne serait pas séparé de l'eau.
Si c'était un mirage inférieur (comme je l'ai proposé), on verrait le reflet inversé du bateau.