鲍德温-华莱士大学物理学教授埃德温·迈耶解释道。
要理解幻景是如何形成的，首先必须理解光是如何在空气中传播的。如果空气温度相同——无论是冷还是热——光在其中以直线传播。然而，如果存在稳定的温度梯度，光将沿着弯曲的路径向较冷的空气传播。对此现象的标准大学物理入门解释是，冷空气比暖空气具有更高的折射率。因此，光子（光粒子）在热空气中传播得比在冷空气中快，因为热空气密度较低。量子电动力学的解释是，光子在从一点到另一点传播时总是采取时间最短的路径。为了在最短的时间内从一点到达另一点，光子会采取“捷径”，即使路径是弯曲的，并且比直接路线长。
幻景是光子在垂直温度梯度中采取最短时间路径的直接结果。幻景的理想条件是在炎热晴朗的日子里，平静的空气位于一个平坦的表面之上，该表面会吸收太阳的能量并变得非常热。当这些条件存在时，最靠近表面的空气最热且密度最低，空气密度随着高度逐渐增加。入射光子从天空到观察者的眼睛采取弯曲的路径。这种错觉来自于量子电动力学不是直观的，而人脑假设光沿直线传播。观察者在炎热、平静的日子里观察前方的道路时，会看到天空，因为来自天空的光子正在采取弯曲的路径，从而最大限度地缩短所需时间。大脑将此解释为路面上的水，因为水会以与垂直温度梯度非常相似的方式反射来自天空的光。
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一个简单的实验可以演示光束在垂直密度梯度中弯曲的方式。在一个长玻璃水箱中装满水，将糖溶解在水中，并在一端照射激光束。糖浓度产生的垂直梯度将导致光束弯曲。如果水箱足够长，并且底部放置了一面镜子，则光束将沿着水箱底部“反弹”。
最初发布于2003年11月17日。