Vermutlich kennen Sie das: Sie sind auf einer asphaltierten Strasse unterwegs. Plötzlich sehen Sie in der Ferne Pfützen auf dem ansonsten trockenen Boden. Doch wenn Sie näherkommen, verschwinden die vermeintlichen Wasserflächen.
Bei solchen Fata Morganas handelt es sich nicht etwa um eine optische Täuschung, sondern um einen physikalischen Vorgang.
Fata Morganas sind Luftspiegelungen
Die Illusionen können dort entstehen, wo eine heisse Luftschicht auf eine kältere trifft. Etwa wenn sich die Luft direkt über dem heissen Asphalt erhitzt.
Die Physik dahinter: Heisse Luft hat andere optische Eigenschaften als die kältere Luft darüber. Beim Übergang zwischen zwei unterschiedlich temperierten Luftschichten kann eine Art Spiegel entstehen, der Licht reflektiert.
Wenn wir mit unseren Augen etwas wahrnehmen, dann ist das immer Licht, welches von einem Objekt reflektiert wird.
Doch bevor dieses Licht auf unser Auge treffen kann, muss es manchmal verschiedene Medien durchqueren: etwa Wasser, Glas oder eben wärmere und kältere Luftschichten.
Jedes Medium hat eigene optische Eigenschaften. So ist kalte Luft optisch dichter als warme Luft, man sagt auch: Sie hat einen höheren Brechungsindex. Der höhere Brechungsindex bedeutet, dass es das Licht schwerer hat, sich in der kalten Luft fortzubewegen.
Muss das Licht mehrere Medien durchqueren, wird es am Übergang teilweise reflektiert. Trifft das Licht in einem flachen Winkel auf ein optisch dünneres Medium, kann es sogar komplett ins Ausgangsmedium zurückreflektiert werden. Passiert dies am Übergang von kälterer zu wärmerer Luft, kann ein Luftspiegel entstehen: Das totalreflektierte Licht eines tatsächlich existierenden Objekts erscheint uns als Fata Morgana.
Bei den unechten Pfützen auf dem Boden, sehen wir also eigentlich eine Spiegelung des Himmels, der Umgebung und der vorbeifahrenden Autos auf dem Boden. Alles nur heisse Luft, die aber immer wieder fasziniert.
