未解之谜

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

字号+ 作者:探索发现 来源:探索发现 2018-03-09 我要评论

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢? 海市蜃楼形成的原因 在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

海市蜃楼形成的原因

  在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往。可是当大风一起,这些景象突然消逝了。原来这是一种幻景,通称海市蜃楼,或简称蜃景。

  为什么会产生这种现象呢?要解答这个问题,得先从光的折射谈起。当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,它以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。当你用一根直杆倾斜地插入水中时,可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好象折断的一般,这就是光线折射所成的,有人曾利用装置,使光线从水里投射到水和空气的交界面上,就可以看到光线在这个交界面上分两部分:一部分反射到水里,一部分折射到空气中去。如果转动水中的那面镜子,使投向交界面的光线更倾斜一些,那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。当投向交界面的光线如左下图所示的情况时,光线就全部反射到水里,再没有折射到空气中去的光线了。这样的现象叫做全反射。

  空气本身并不是一个均匀的介质,在一般情况下,它的密度是随高度的增大而递减的,高度越高,密度越小。当光线穿过不同高度的空气层时,总会引起一些折射,但这种折射现象在我们日常生活中已经习惯了,所以不觉得有什么异样。

  在夏季,白昼海水湿度比较低,特别是有冷水流经过的海面,水温更低,下层空气受水温更低,下层空气受水温影响,较上层空气为冷,出现下冷上暖的反常现象(正常情况是下暖上凉,平均每升高100米,气温降低0.6℃ 左右)。下层空气本来就因气压较高,密度较大,现在再加上气温又较上层为低,密度就显得特别大,因此空气层下密上稀的差别异常显著。

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

  假使在我们的东方地平线下有一艘轮船,一般情况下是看不到它的。如果由于这时空气下密上稀的差异太大了,来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密的气层中来;经过这样弯曲的线路,最后投入我们的眼中,我们就能看到它的像。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多,所以叫做上现蜃景。

  我国渤海中有个庙岛群岛,在夏季,白昼海水温度较低,空气密度会出现显著地下密上稀的差异,在渤海南岸的蓬莱县(古时又叫登州),常可看到庙岛群岛的幻影。

海市蜃楼形成的条件

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

  海市蜃楼常在海上、沙漠中产生,海市蜃楼是光线在延直线方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果。

  海市蜃楼的种类很多:根据它出现的位置相对于原物的方位,可以分为上蜃、下蜃和侧蜃;

  根据它与原物的对称关系,可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃;

  根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。

就拿下蜃的形成来说:

  夏季沙漠中烈日当头,沙土被晒得灼热,因沙土的比热小,温度上升极快,沙土附近的下层空气温度上升得很高,而上层空气的温度仍然很低,这样就形成了气温的反常分布,由于热胀冷缩,接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大,这样空气的折射率是下层小而上层大。

  当远处较高物体反射出来的光,从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射,其入射角逐渐增大,增大到等于临界角时发生全反射,这时,人要是逆着反射光线看去,就会看到下蜃。

海市蜃楼的意思

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

  海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象。它也简称蜃景 ,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。相对于幻觉,海市蜃楼是一种真实的光学现象,由于观测到的位置是由实际光线折射形成的虚像,它可以用照相机来捕捉影像。然而,会出现什么样的影像全由人类心灵解释的能力来确定。例如,在地面的上蜃景非常容易被误认为来自一小片水洼的反射。

海市蜃楼在汉语上的解释

  在海市蜃楼中的蜃就是指的大蛤,原指海边或沙漠中,由于光线的反向和折射,空中或地面出现虚幻的楼台城郭,现在很多人引用海市蜃楼来比喻虚无缥缈的事物。

海市蜃楼四种现象

海市蜃楼现象一:下现蜃景

  下现蜃景是最常见的一种海市蜃楼现象,人们在沙漠中看到的就是下现蜃景,不过由于去过沙漠的人不多,能有幸看到下现蜃景的人更少,所以民间对这种蜃景的描述很不准确。多数的人会以为人们在沙漠中能看到远方出现虚幻的绿洲或建筑,但实际上真正看到沙漠蜃景的人会发现它远没有想象中那样神奇。

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

  上图在沙漠中拍摄到的海市蜃楼的照片,在照片中我们能看到远处的景物和它们的倒像,似乎是因为这些景物位于湖泊的边缘,于是我们在水中看到了它们的倒像。类似的景象其实在我们平时生活的城市道路上经常可见——在晴天的时候观察远处平整的马路路面时,我们也能看到路面上车辆和行人的倒像,好像路面上有一层水似的,这种现象有时又被称为“热路蜃景”(hot-road mirage),凡是在干燥炎热的地表我们都能看到这样的景象。

海市蜃楼形成的原因,为什么会产生这种现象呢?

  那么,下现蜃景是否只能在陆地上才能观察到呢?答案是否定的,在海上也能看到,只不过人们通常给它另外一个名字:海滋。与地面上的下现蜃景多出现在炎热的夏季不同,海上的下现蜃景多出现在秋冬季节。在连续的阴雨天后,海面的温度急剧向上方递减,所以越靠近海面大气温度越高,空气的折射率也越大,从远处海岛传来的光线受海上大气折射以至发生全反射后进入人眼而出现下现蜃景,海岛的下现蜃景与其海上正像拼合后,形成的图像往往两端翘起,形如海空中凸起的蘑菇状、仙人球状或天际孤舟状。由于这些景象似由海面滋生出来,故名“海滋”。

海市蜃楼现象二:上现蜃景

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