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海市蜃楼到底是怎样形成的?
海市蜃楼,现象,光线海市蜃楼到底是怎样形成的?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
研究者弄清楚了这种全反射这种现象之后,也在不断的利用这种现象运用到科学技术的研究之中,比如在我们生活中最常见的光学纤维束,这种现象正是充分利用了全反射的技术,同时也正是因为这种技术的出现,为光通讯以及光学等领域的快速发展创造极其有利的条件。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
大气中最奇异的现象,可以说是海市蜃楼了。
海市蜃楼,简称海市,也称蜃景。咱们中国人很早就在海边观察到了这种奇异的幻景。“海市”两字表示大多在海上出现;“蜃”即大蛤,是一种生活在近海泥沙中的软体动物;也有说是一种蛟龙, 当时古人认为这种仙界美景是蜃吐气所形成。
我国最著名的观“海市蜃楼”美景的地方在山东省的蓬莱县(古称登州)。这里所观看到的“蓬莱仙境”实际是庙岛列岛(离蓬莱的距离在20一100里之间)的幻影。除海边外,在沙漠地区也能观看到海市蜃楼。
古人因为不知其形成的原因,就把它归于神仙显灵,一旦海边出现这种现象,会集体跪拜祷告,祈祷平安。更可悲的是,沙漠中的骆驼队在沙漠里看到蜃景时候,往往会以为前方有水池绿洲,一意驱使骆驼前行,结果因迷失方向,而葬身杀害,有人因此将其归结为沙漠中魔鬼的幻术,是魔鬼施法要杀死旅人。
其实,海市蜃楼不过是一种大气的光学现象。它的形成是由于大气层中空气的密度不同,当光线经过时会发生折射,甚至全反射,于是,远处的景物就显示在空中或地面,从而造成奇异幻景。这种现象常发生在海边和沙漠地带。
若发生在海边或海上的,为上现蜃景,即在空中形成正立的幻景。
用物理光学示意图描述上述场景的话,如下图所示:
若发生在沙漠地带,为下现蜃景,即在地面形成倒立的幻景。因为是倒影,人们往往以为远处有水故又称其为“水影”。
用物理光学示意图描述上述场景的话,如下图所示:
那么,海市蜃楼为何会让人以为是神仙显灵,除了以上原因,还在于其变幻莫测,飘忽不定。因为高空气流往往改变大气层的疏密程度,大气疏密程度一旦改变,折射路径也随之变化,蜃景就可能立即消失,微风气流,又造成蜃景漂浮不定、变幻莫测。故而引发了古人的一系列神奇的想象。
回答于 2019-09-11 08:43:50
光和影的反射~
回答于 2019-09-11 08:43:50
海市蜃楼是这样形成的,快来看!
回答于 2019-09-11 08:43:50
海市蜃楼是这样形成的,快来看!
回答于 2019-09-11 08:43:50
光线在复杂气象条件下的偶然现象,不算太罕见
来张图片稍微解释一下
海市蜃楼现象多发生于大海和沙漠中.由于海水的热容量很大, 在强烈的阳光照射下, 水温也不易升高, 使得海面上方的空气层出现下冷上暖现象.从而空气密度由下向上逐渐减小, 空气折射率也是由下向上逐渐减小.在无风的情况下, 这种状态可保持相对稳定, 此状态下有可能产生上现蜃景.与上述情况相反,在强光照射的干燥沙漠中, 地面温度容易升高, 空气的导热系数又较差, 会形成下方温度高而上方温度低的空气层, 从而地面附近大气折射率由下向上逐渐增大,有可能形成下现蜃景。
上图是一种上现蜃景的模拟,随着高度的升高,空气密度减小,折射率也减小,由折射率公式
可知,折射率减小的时候折射角会增大,就会带来如图所示的效果,光线在传播中会发生大角度弯折,这其实也可以看作是在渐变折射率介质中的一种全反射,渐变折射率光纤就是用的这种原理。
当你在看到这束光的时候,因为它是从斜上方射下来的,所以像是在空中一样。
十九世纪五十年代初的时候中国就引进了一本西方的书叫做《光论》,里面写到
《光论》中,作者引出了“海市”现象的成因是“光差变像”,作者认为:“四际无涯,前所见幻景,但属子虚,此是光差变像。”[17]作者用“光差变像”这个来解释造成“海市”现象的成因。在《光学》的第一百五十二节中,作者则把科学概念进一步明确化,引入了“蒙气差”的科学概念。在《光学》中,作者认为:“气质与流质定质同,可回光亦可折光,因气质之折光指甚小,故回光与折光甚微,但测望之时,必须知蒙气差,即空气折光之故也,用三角法测地,亦须知蒙气差,日未出地平之时,已能见日,日入地平之后,仍能见日,亦因有蒙气差也。”[18]“蒙气差”概念的引入,不但简化了科学解释的复杂性,而且明确地指出了“海市”现象的成因。
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