Maintenant que nous savons quel est le phénomène physique qui entre en jeu dans la formation d'un mirage, il faut comprendre de quelle manière il fonctionne. En effet les trajectoires des rayons qui forment un mirage ne sont pas brisées comme nous l'avons vu dans le schéma de la réfraction.

Pour comprendre ce qu'est un mirage il nous faut donner sa définition.

Dans le dictionnaire Larousse on trouve deux définitions à ce mot:

• Illusion d'optique due à la réfraction des rayons lumineux dans l'atmosphère.
• Apparence séduisante et trompeuse: Le mirage d'une vie heureuse, sans souci.

Bien entendu les mirages auxquels nous nous intéressons dans ce TPE sont ceux qui correspondent à la première définition.

Dans les conditions d'apparitions d'un mirage, l'air peut être représenté en différentes couches successives ayant chacune un indice de réfraction différent.        

Cela signifie que le phénomène de mirage est du à de multiples réfractions successives d'un même rayon lumineux à auxquelles s'ajoute une réflexion totale, ce qui lui procure de ce fait une trajectoire en forme de parabole.

La réflexion totale a lieu lorsqu'un angle critique est atteint. Ainsi le rayon au lieu de se réfracter dans le milieu suivant est réfléchi dans le milieu duquel il provient.

Trajectoire d'un rayon lumineux dans un mirage

Dans ce schéma, les intervalles entre les lignes représentent différents milieux qui ont chacun un indice de réfraction différent nommé n_x. Chaque couche a un indice de réfraction supérieur à celle qui se situe directement au dessus d'elle.

L'observateur est habitué à des rayons lumineux suivant une trajectoire rectiligne. Il place donc l'objet sur la droite verte.