پروفسور فیزیک "ادوین مه یر" از دانشگاه Baldwin-Wallace چنین توضیح میدهد :
برای فهم این موضوع نخست بایددانست که نور در هوا چطور حرکت میکند. اگر هوا تمامآ سرد یا گرم باشد ، نور در یک خط مستقیم حرکت میکند. اما اگر یک تغییر دمای پایدار در هوا وجود داشته باشد ، نور در یک مسیر منجنی بسوی هوای سرد پیش میرود. توصیف فیزیکی ساده این پدیده اینست که ضریب شکست هوای سرد از هوای گرم بیشتر است و در نتیجه فوتونها (ذرات نور) در هوای گرم سریعتر از هوای سرد حرکت میکنند زیرا هوای گرم چگالی کمتری دارد. توصیف الکترودینامیک کوانتم در مورد این پدیده اینست که فوتونها همیشه درحرکت از یک نقطه به نقطه دیگر مسیری را میپیمایند که در کمترین زمان ممکن آنرا طی کنند. فوتونها برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر درکمترین زمان ، از مسیرهای میانبر استفاده میکنند هر چند طول این مسیرها منحنی بوده و نسبت به خط مستقیم طولانی تر است.
نقل قول:
توضیح عکس
شعاع های نور خم میشوند تا سراب را تشکیل دهند.
شعاع مستقیم از آسمان به چشم بیننده (خط آبی) دارای کمترین طول است.
مسیر منحنی (خاکستری) مسیر واقعی طی شده توسط فوتونهاست که کمترین زمان را شامل میشود.
مسیر سبزرنگ مسیری است که مغزانسان تصور میکند نور آنرا میپیماید و موجب توهم سراب میشود.
پدیده سراب ، نتیجه مستقیم همین انتخاب مسیرمنحنی است. شرایط ایده آل برای بوجود آمدن سراب عبارتند از هوای ساکن که در یک روز آفتابی و گرم روی یک سطح صاف قرار داشته و با جذب انرژی خورشید ، کاملآ داغ شده است. در این حالت ، هوای نزدیک سطح زمین بیشترین دما و کمترین چگالی را دارد و چگالی آن با افزایش ارتفاع بیشتر میشود. فوتونهایی که وارد این شرایط میشوند مسیری منحنی شکل را از آسمان تا چشم انسان طی میکنند. توهم سراب از آنجا ناشی میشود که الکترودینامیک کوانتم برای انسان محسوس نیست و مغز انسان تصور میکند که نور مانند همیشه مسیری مستقیم را میپیماید. بیننده که مثلآ به جاده روبروی خود در یک روز داغو هوای ساکن نگاه میکند ، آسمان را میبیند زیرا فوتونهایی که از بالا میایند مسیرمنحنی شکلی را طی میکنند تا در کمترین زمان ممکن به چشم او برسند. مغز انسان این پدیده را به شکل آب تفسیر میکند زیرا بازتاب نور از روی آب بسیار به بازتاب آن در شرایطی که هوا دارای تغییر دمای در جهت عمودی است، شباهت دارد.
سراب یک پدیده فیزیکی اپتیکال است که در اثر خطای چشم و انعکاس نور از یک هوای گرم در حال حرکت به سمت بالا در مجاورت شن یا زمین سنگی ایجاد می شود. سراب معمولا به فاصله 10 کیلومتری از شما تشکیل می شود . سراب باعث می شود که شما اجسامی را که 5/1 کیلومتر یا بیشتر با آن فاصله دارند در حال حرکت ببینید
علت ایجاد سراب به این خاطر است که دانسیته هوا در مجاورت زمین گرم کاهش می یابد و لایه نازکی از هوای گرم با دانسیته کم در حال حرکت به سمت بالا تشکیل می شود . این تغییرات شدید دانسیته هوا عاملی می شود که شما تصویر انعکای آسمان را بر روی زمین مشاهده کنید و این چیزی نیست جز سراب.
وجود سراب باعث می شود دید شما نسبت به اجسام یا ضایعات طبیعی در فاصله 10 کیلومتر یا بیشتر به شدت کاهش یابد و عملا شما قادر نباشید اجسام در فاصله دور را تشخیص دهید . همچنین سراب در یک محیط مسطح باعث می شود که شما خود را در یک جزیره ای که با آب محاصره شده ببینید. دیدن اجسام در پشت سراب عملا غیر ممکن است.
سراب باعث می شود که شما قادر به تشخیص نقطه هدف نشوید و نتوانید فواصل را به درستی تخمین بزنید . برای غلبه بر پدیده سراب کافیست به بالای سطحی با ارتفاع 3 متر یا بیشتر بروید تا بر آن غلبه کنید . با این کار شما در بالای سطح هوای گرم مجاور سطح کویر قرار می گیرید و به این ترتیب انعکاس نور کمتری را خواهید دید و سراب عملا نا پدید می شود .
دید کلی
اغلب در جاده‌های آسفالته مستقیم یا در بیابانها ، منظره آب یا برکه‌ای دیده میشود، که وقتی بسوی آن حرکت می‌کنیم، آن هم با همان سرعت و در همان جهت پیش میرود، یا وقتی نزدیکش می‌شویم، از نظر محو میگردد. این منظره سراب است. سراب یک فریب طبیعت است که در شرایط معین جوی چشم ما را دچار خطای دید میکند.