السراب القطبي هو ظاهرة مألوفة لسكان الشواطئ خاصة في المناطق الباردة وفيه تبدو الأجسام الموجودة على سطح الأرض و كأنها مقلوبة ومعلقة في السماء .وتحدث هذه الظاهرة عندما تكون طبقات الهواء السفلى باردة بينما تهب في الطبقات العليا تيارات ساخنة ، وبذلك تقل كثافة طبقات الهواء بزيادة بعدها عن سطح الأرض، وبالتالي تقل معاملات انكسار طبقات الهواء المتتالية صعودا . لذلك إذا تتبعت شعاعا ضوئيا صادرا من مركب شراعي تجده ينكسر في طبقات الهواء المتتالية بعدا عن العمود ومتخذا مسارا منحنيا حتى تصبح زاوية سقوطه في إحدى الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة لهذه الطبقة بالنسبة للطبقة التي تعلوها فينعكس انعكاسا كليا ليتخذ مسارا منحنيا في الاتجاه المضاد ليصل إلى العين فيبدو المركب معلقاً في الهواء وهو مقلوب. وتحدث هذه الظاهرة بسبب عدة عوامل : - عندما تكون طبقات الهواء السفلى باردة وطبقات الهواء العليا دافئة فإنه كلما ارتفعنا إلى أعلى قلت كثافة الهواء وبالتالي قلت معاملات الانكسار لطبقات الهواء المتتالية .- الشعاع الصادر من مركب شراعي ينتقل من طبقة معامل انكسارها كبير إلى طبقة أخرى معامل انكسارها صغير لذا ينكسر الشعاع مبتعدا عن العمود المقام على الحد الفاصل .- يستمر انكسار الأشعة الضوئية بين طبقات الهواء المتتالية مبتعدة عن العمود المقام حتى تصبح زاوية السقوط في إحدى الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة لهذه الطبقة بالنسبة للطبقة التي تليها فينعكس الشعاع انعكاسا كليا داخليا متخذا مسارا منحنيا إلى أسفل .- عندما يصل الشعاع إلى العين نرى صورة المركب على امتداد الشعاع فتبدو الصورة مقلوبة وكأنها معلقة في السماء .
