Tại sao lại có hiện tượng nhìn thấy ảo ảnh ốc đảo trên sa mạc?

Trên bề mặt mặc sa mạc, nhiệt độ rất cao, càng lên cao nhiệt độ càng giảm. Chia bề mặt sa mạc thành nhiều lớp không khí có nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ càng cao thì chiết suất càng giảm, như vậy chiết suất của các lớp không khí giảm dần theo đô cao. Tia sáng suất phát từ đỉnh cây cọ chiếu qua các lớp không khí có chiết suất khác nhau bị khúc xạ nhiều lần. Đến lớp không khí gần sát bề mặt sa mạc với góc tới lớn hơn góc tới giới hạn bị phản xạ toàn phần trở lại bề mặt sa mạc. Theo tính tuận nghịch của sự truyền sáng, tia sáng khúc xạ trở lại lên bề mặt sa mạc và đến mắt người đó. Tia sáng đến mắt như là tia sáng xuât phát từ điểm đối xứng với đỉnh cây cọ qua bề mặt sa mạc. người đó nhìn thấy đỉnh của cây cọ là do các tia sáng trực tiếp từ đỉnh cây tới mắt và nhìn thấy ảnh cảu ngọn cây do các tia sáng bọ phản xạ toàn phần như đã giải thích, giống như người đó nhìn thấy cây cọ in bóng trên một mặt nước.