Óptica de gradiente de índice
El efecto en realidad es provocado por una imagen del cielo, aparentemente ubicada sobre la carretera, debido a que los rayos de luz están siendo refractados (desviados) de su trayectoria recta normal.
Esto se debe a la variación del índice de refracción entre el aire caliente menos denso en la superficie de la carretera y el aire frío más denso que se encuentra encima.
La variación en la temperatura (y, por tanto, en la densidad) del aire provoca un gradiente en su índice de refracción, que aumenta con la altura.
La atmósfera de la Tierra actúa como una lente con gradiente del índice de refracción, permitiendo a los observadores ver el sol durante unos minutos después de estar realmente debajo del horizonte, y que también puedan ver las estrellas situadas por debajo del horizonte.
Se han utilizado varios materiales diferentes por sus propiedades, incluidos diversos plásticos y vidrios en cuya composición se incluye germanio, seleniuro de zinc y cloruro de sodio.
Esto difiere de las fibras ópticas tradicionales, que se basan en reflexión interna total.
Demostró que, aunque las caras de la lente eran planas, actuaban como lentes convergentes y divergentes dependiendo de si el índice disminuía o aumentaba con respecto a la distancia radial.
La integral de la trayectoria luminosa viene dada por la ecuación donde los valores con comilla[15] corresponden a d/ds.
