Mes žinome, kad šviesos spindulys, pereidamas iš vienos aplinkos į kitą, lūžta, t. y. keičia savo sklidimo krypti. Spinduliui pereinant iš oro į vandenį, lūžimo kampas yra mažesnis, negu kritimo kampas. Jeigu spindulys eina priešinga kryptimi, t. y. iš vandens į orą, lūžimo kampas bus didesnis už kritimo kampą. Kritimo kampą, kuriam esant lūžimo kampas f3 yra 90°, vadiname ribiniu kampu.
Jeigu spindulį mesime didesniu kritimo kampu, tai šviesos spindulys ne luš, bet atsispindės nuo ribinio paviršiaus, kaip nuo veidrodžio. Šis reiškinys vadinamas pilnu vidiniu atspindžiu. Dėl jo ir atsiranda tai, ką mes vadiname miražu. Miražas, arba fatamorgana, — tai optinė apgaulė. Dykumoje arba jūroje keliautojas kartais mato įvairius tariamus vaizdus, pavyzdžiui, — oazes, miestus. Šį reiškinį pirmą kartą paaiškino prancūzų mokslininkas Monžas (1746–1818), vienas iš Napoleono ekspedicijos į Egiptą dalyvių.
Miražą galima dažnai pamatyti karštuose dykumos smėlynuose, nes įkaitęs smėlis įšildo jį liečianti oro sluoksni, mažindamas jo tankumą. Ten matyti, kaip šviesos spindulys, einąs nuo tolimo daikto, palengva keičia krypti, paskiau krinta ribiniu kampu į apatinius oro sluoksnius, kur jis ne lūžta, bet iš vidaus atsispindi ir iš čia eina į stebėtojo akį, sudarydamas tariamą vaizdą. Šitaip atsiradę miražai vadinami apatiniais.
Susidaro ir viršutiniai miražai. Šiuo atveju pilnas vidinis atspindėjimas vyksta viršutiniuose oro sluoksniuose. Šių sluoksnių tankumas turi būti mažesnis, negu prie žemės paviršiaus esančio oro tankumas. Miražas atsiranda ne tik dykumose. Šis reiškinys žinomas vidutinio klimato šalyse. Pavyzdžiui, Lenkijoje, Gdynės mieste, vienu metu buvo matomas Hamburgo uosto miražas.
