* Xin giải thích cho hiện tượng ảo ảnh, ảo giác, như là nhìn thấy hồ nước trên sa mạc, nhìn thấy đường thẳng như đường cong, nhìn thấy những chấm đen sau biến mất…?
Lê Như Thành, Hải Lăng, Quảng Trị
Thedo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia thì trong quang học, ảo ảnh là các cảm giác hình ảnh không có thật để lại trong tâm thức khi quan sát một số hình ảnh đặc biệt. Lúc này, thông tin thu thập được từ mắt được xử lý bởi bộ não cho ra các cảm nhận không trùng với vật thể có thật. Ảo ảnh quang học thể hiện rằng bộ não người khi cảm nhận về hình ảnh có thể dùng các giả thiết nhất định để làm tăng tốc quá trình xử lý thông tin nhưng đôi khi không phù hợp thực tế. "Ốc đảo trên sa mạc" là ví dụ truyền thống về ảo ảnh quang học.
Ảo ảnh này vốn được quan sát bởi người đi trên sa mạc: Họ có thể thấy xuất hiện phía trước vài trăm mét hình ảnh hồ nước lóng lánh, nhưng khi đến gần thì chỉ thấy cát. Ảo ảnh kiểu này cũng quan sát được khi đi trên đường nhựa trong thời tiết nắng nóng. Nguyên nhân vật lý là trong điều kiện sa mạc hay đường nhựa nóng, không khí tại gần mặt đất có nhiệt độ cao hơn không khí trên cao, dẫn đến chiết suất không khí tăng theo độ cao. Trong điều kiện này, các tia sáng từ bầu trời xanh có thể được khúc xạ toàn phần đến mắt người quan sát. Do không khí luôn có các dòng đối lưu gây nhiễu loạn chiết suất, hình ảnh thu được luôn dao động như khi nhìn hình ảnh bầu trời phản xạ từ mặt nước.
Theo Vietbao.vn thì ảo ảnh là một sự phản chiếu gương như thế của các vật, cây cối, con người khác nhau. Chỉ có điều tấm gương ở đây không phải là kính, không phải là nước, mà chính là không khí.Tấm gương khí quyển ấy xuất hiện trong những điều kiện nào? Chúng ta thường quen cho rằng các tia sáng truyền đi theo đường thẳng trong không khí. Nhưng nếu nói thật nghiêm túc thì còn xa mới là như vậy. Vốn không khí bao quanh chúng ta là không đồng nhất, nó bao gồm các lớp có mật độ khác nhau. Và thế có nghĩa là không thể có sự truyền ánh sáng theo đường thẳng trong không khí được. Những quy luật của quang học là như vậy.
Hiểu được các quy luật đó không phải là khó. Một cái thìa được thả vào một cốc nước chè. Chiếc thìa như bị gãy ra. Nguyên nhân là ở chỗ nước và không khí có mật độ khác nhau. Khi đi qua một môi trường - không khí ít đậm đặc hơn - đến môi trường khác đậm đặc hơn là nước, các tia sáng thay đổi đường truyền thẳng của mình, vả lại theo một nguyên tắc hoàn toàn xác định là chúng bị lệch về phía môi trường đậm đặc hơn. Trong trường hợp của chúng ta thì đó là nước. Khi đi từ thủy tinh vào nước, tia sáng bị khúc xạ về phía thủy tinh có mật độ lớn hơn so với nước.
Thế còn khi ánh sáng truyền qua bầu khí quyển thì sao? Mỗi khi tia sáng đi từ lớp không khí có mật độ nhất định vào lớp không khí có mật độ hơi nước, nó liền bị khúc xạ ít nhiều, và thay đổi đường truyền thẳng của mình...Vào buổi xế chiều, chúng ta thấy mặt trời lưu lại 5-10 phút sau khi đã khuất xuống đường chân trời. Chúng ta thấy các vật ở xa đều cao hơn và gần hơn một chút so với vị trí thực của chúng. Sự khúc xạ ánh sáng trong bầu khí quyển của trái đất là một hiện tượng bình thường xảy ra ở khắp mọi nơi.
Và chúng ta lại thường không nhận thấy hiện tượng đó: Sự khúc xạ các tia sáng là rất nhỏ, chúng không làm chuyển dịch vị trí và không làm sai lệch hình ảnh của các vật nhìn thấy một cách rõ rệt. Nhưng cũng có khi khác đi. Đôi khi các tia sáng phản chiếu từ một số lớp không khí như từ một tấm gương và như vậy chúng bị lệch đi đáng kể. Chẳng hạn, điều đó diễn ra vào mùa hè, khi mặt trời hâm nóng bầu không khí, đặc biệt là các lớp dưới. Khi đó, các lớp này trở nên ít đậm đặc hơn. Những tia sáng đi từ vật nào đó tới mặt đất sẽ phản chiếu lại từ lớp không khí như vậy như từ bề mặt nước, chúng đi lên trên và đập vào mắt người quan sát. Lúc đó chúng ta có thể nom thấy ảo ảnh “hồ” hay là ảo ảnh dưới.
