Vous est-il déjà arrivé par temps de canicule de voir les voitures rouler sur... de l'eau ? Très probablement. Et cela ne relève en rien du surnaturel ou d'un excès de bière. L'explication est simple : la lumière suit une trajectoire courbe. Pourtant vous avez appris que les rayons lumineux se déplacent en ligne droite. C'est exact, mais comme tout est relatif comme disait Albert, il faut préciser que la lumière ne suit une trajectoire rectiligne que dans un milieu homogène, transparent et isotrope c'est-à-dire dans un milieu d'indice constant (ce dernier intervenant dans quasiment toutes les lois de l'optique géométrique). Dans l'air, la température n'est pas constante, entre la température près du sol et celle à un mètre de hauteur il peut y avoir une différence de 10°C. Une telle amplitude thermique est le résultat de l'existence d'une multitude de couches d'air de températures différentes. Or chaque couche d'air de température donnée représente un milieu spécifique. Ainsi, lorsque la lumière passe d'une couche à une autre, c'est-à-dire d'un milieu physique à un autre (ayant des propriétés différentes), les rayons changent de comportement et leur trajectoire en est affectée : changement de direction, changement de vitesse, réfraction, diffusion. Donc quand un rayon lumineux passe d'une couche à l'autre, il change de direction. Et comme un rayon n'arrive jamais seul, puisque les différents rayons ont un point d'incidence différents c'est-à-dire qu'ils rencontre un milieu différent à des instants différents, leurs nouvelles directions seront différentes ce qui va avoir pour effet de grossir voir même de "retourner" l'image.

Donc en résumé, lorsqu'il y a différences de température dans l'air, on a différence de densité (l'air chaud est moins dense que l'air froid, voir Pourquoi les flammes montent-elles ?) et donc d'indices différents. Lorsque les rayons lumineux traversent des milieux d'indices différents, ils changent de direction. Que l'air chaud soit près du sol ou au contraire que se soit l'air froid qui soit dessous l'air chaud, les mirages apparaîtront (de préférence si vous êtes près du sol). Il y a deux grands types de mirage : ceux qui présentent une image droite souvent grossie et surélevée et ceux qui nous montrent une image renversée (le ciel apparaît sous les roues des voitures, ce qui a pour effet de nous faire croire qu'elles roulent sur de l'eau).