海市蜃楼到底是什么原因?

刘伟253307099


海市蜃楼,是发生在海边或沙漠中的,由于光线的反射或折射作用,天空中或地面上出现虚幻的高楼大厦,如我们地面上的城市建筑一般的现象。说到底,海市蜃楼就是地面上的物体经过光的反射然后再通过光在大气中的折射而形成的一种虚像。但海市蜃楼一般不常见,如果能看到海市蜃楼的景象,也算是非常的幸运了。



那么,海市蜃楼到底是怎么形成的呢?海市蜃楼又被叫做“蜃景”,可以说是一种光学现象,它是对地面景物的真实反映。我们学过物理的都知道,光穿过密度均匀的介质时,会呈直线型行进,其方向是不会改变的,但是当光穿过的介质发生改变时,密度不再均匀,光的传播方向就会发生变化,从而光线会发生偏折,进而进入另一种不同介质,这就是光的折射。


我国山东地区曾经常出现过“海市蜃楼”的奇景,海市蜃楼是因为地面气温急剧变化而形成的,地面上气温的变化会影响大气密度的改变,所以地面或其他地方的景物在光的折射和反射作用下就在天空中出现了所谓的“蜃景”。

海市蜃楼就是因为在光的折射作用下将远处的景物在光线分布不均匀的空间内进行折射而产生的自然现象。那么,你们看到过“海市蜃楼”吗?


时间史


不知道大家在炎热的夏天,有没有看到过这样的一个现象:在不远的前方,路面上好像有一滩水,还映出了前车的倒影。但我们走过去一看,路面上其实根本就没有水。

你并没有出现幻觉,这是一种光的折射和全反射现象,通常称作海市蜃楼。

光的折射

为了理解这个现象,我们首先来解释一下光的折射。


我们初中就学过:光在不同界面间传播的时候,传播方向一般会发生变化。比如一束光从空气斜射入水中,会向下偏折。入射光线和法线的夹角称为入射角,折射光线与法线的夹角称为折射角。

人们发现:当光线在空气和水的界面中进行折射时,空气中的入射角总是比较大,水中的折射角总是比较小。


后来人们发现:出现折射现象的原因是光在两种介质中传播的速度不同。如果光在某种介质A中传播速度比其他介质B快,那么介质A对介质B就叫光疏介质,介质B对介质A就叫光密介质。比如,光在空气中的传播速度接近于真空中的速度,比水中光速要快,因此空气相对于水就是光疏介质,水相对于空气就是光密介质。折射时,光疏介质中的入射角大,光密介质中的折射角小。

荷兰物理学家惠更斯研究了光发生折射的原因。他借用机械波的观点解释了光折射的原因。

如图,一束平行光照射到两种介质的界面时,各条光线并不是同时到达界面的。下方的光线先到界面A点,上方光线此时只到达了B。随后,A就会在第二种介质中传播,而光线B继续在第一种介质中传播。由于在第二种介质中光的传播速度比较慢,当B光线传播到界面上的B0点时,光线A传播到A’点,并且AA’


全反射

如果光线从水中射入空气中,情况又是如何呢?此时,水中的角度就是入射角,空气中的角度就是折射角,但是空气中的角度还是大于水中的角度。如果增大水中的入射角,那么空气中的角度会变得更大。在某个时刻,空气中的折射角达到90度,此时就称为掠出射。如果继续增大入射角,那么折射光线无论向哪里都不合理了。此时会出现一种奇特的现象:折射光线消失,所有只有反射光线,这种现象就称为全反射。

全反射在生活中有很多应用,比如光导纤维,就是利用光线在内芯和外套之间反复全反射传播信号的。


海市蜃楼

现在我们就可以解释海市蜃楼了。

什么叫 “蜃”呢?龙生九子,九子各不相同,其中有一个儿子就叫蜃,蜃喜欢吞云吐雾,它在海上把东西都吞到肚子里去,一会儿又吐出来,人们就可以看到有些东西浮在海平面上。这个实际上是一种光的折射现象。海市蜃楼在海洋和沙漠中都可以出现。

在海洋上,海水比热容更大,也就是说,在接受太阳照射时,海水不容易升温。在夏天强烈的太阳照射下,靠近海水的地方,空气温度比较低,密度较大,属于光密介质。高层空气温度较高,空气受热膨胀,密度较小,是光疏介质。光线从光密介质射向光疏介质,折射角变大,光线会趋于水平。假如海面上有一艘船,这艘船反射出的光线向上射,就会在各个不同的空气层之间发射折射,发生弯折。

如果在还没有发生全反射时,光线就进入了人眼。那么人眼就会以为物体在远方的高处,形成正立的蜃景。如果光线在传播过程中发生了全反射,人们逆着光线看去,就会看到倒立的蜃景。

沙漠中的海市蜃楼成因刚好与海洋上相反。沙子的比热容很小,所以靠近沙漠的地方空气温度比较高。空气受热膨胀,密度较小,是光疏介质。上层的空气距离沙子较远,温度相对较低,空气密度相对较大,也就形成了光密介质。光线从上向下照射时,从光密介质进入光疏介质,折射角变大。当折射角增大到一定程度,就会发生全反射而向上照射。

比如有一朵云彩飘在空中,它反射的光线经过折射和全反射被地面上的人观察到。大脑会认为光线依然是直线传播的,因此认为云彩在地下。云彩不会在地下,所以人们会认为地面上有一个可以反射光线的物质,那就是水,这就是沙漠中海市蜃楼的原理。由于沙漠中沙子的温度非常高,形成蜃景的光线在靠近沙子时一定会发生全反射,所以在沙漠中的海市蜃楼都是倒像。

炎热夏天的马路温度也非常高,形成的效果与沙漠相同。所以在靠近地面的位置,光线很容易发生全反射,映出车辆的倒影,就会让人们误以为地面上有水。下次再遇到这种现象,别再被你的眼睛欺骗了哦。


李永乐老师


对于海市蜃楼主要有两种看法,第一种就是海市蜃楼的景象都是地球上的实物反映 , 这种看法比较主流。

海市蜃楼,简称蜃景,是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。明白了?重点是光的折射/反射,然后你得有个东西去反射/折射吧。

所以说海市蜃楼的原景,是可以被找到的,在地球上,只要你去找,用心找,关键还是能不能找得到,不是说问答定论一般说是找不到。也不是脑洞大开说什么另一个空间。

蜃景有两个特点:一是在同一地点重复出现,就是有些地方比较容易出现这种现象,比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一致,比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份,俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现,而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。

为什么说找不到实景或者说不一样?那是因为哪怕你见过原来的建筑的影子,但是在经过了并非镜面的反射,折射,甚至包括多重建筑的叠加,单一建筑的扭曲,拉伸,再加上本身模模糊糊,出现时间短暂,这就更加难以辨认。




安徽省黄山市新安江上,2015年10月16日出现了海市蜃楼。江面的水上面漂浮着一座城市。而且下午5点钟之后,江岸上的建筑亮灯了,海市蜃楼也跟着亮灯了。有大量围观市民用手机拍摄的视频。山东卫视之类的电视节目都有播放。后经当地人辨认,黄山市新安江上出现的海市蜃楼是安徽省黄山市屯溪区新大桥附近的儿童乐园、广宇大桥附近的玉屏府及世纪广场一带的建筑物。

第二种看法就是,海市蜃楼可能是由于时空错乱导致的。宇宙之中存在很多个平行时空,我们称之为“多重宇宙”,他们平行但不会有交叉,也存在着时间的先后,但当某个点交集时,即时空错乱。


当海市蜃楼出现时,竟然出现了古代人身影,在1954年,爱琴海出现过最为轰动的海市蜃楼事件,有2400名目击者同时声称在海市蜃楼中看到的古代装束的人,他们身穿古代服装,在古代的建筑里来行行走,当时在场的所有人都惊呆了。

这就涉及多次元或时间折射现象,可能是地球上曾经出现过的景象,所以我们所看到的就是地球上不同空间的景象记录。


随着科学技术的进步,总会有揭开迷雾的那一天。


诸葛一点通


先说一下海市蜃楼在科学上的成因,正像大多数人理解的那样,是大气中一种光学现象,远方景物被光折射而成的虚像。海市蜃楼常出现在海上或沙漠中,因为海上和沙漠中大气更容易出现比较明显的温度差,当光线在延直线方向密度不同的大气层中,经过折射就可能出现海市蜃楼的景象。海市蜃楼根据出现的高度及方位不同可以分为上现、下现和侧现。海上的多为上现,而沙漠中多为下现。



至于为什么总是在现实中找不到对应的景物,先放下什么多重宇宙或平行空间的说法,网上很多让人惊讶的海市蜃楼照片多是PS的,并非真实拍摄的,比如下面几张。



而海市蜃楼中出现的景色,很可能不是固定的,甚至有可能是重叠的。就是把不同地方的不同物体投射到海面上,所以要找到原型,就比较困难了。同时因为距离远,边框较为模糊,只能看到个大概景象,根本看不清具体细节,靠近了就什么也看不到了。因为现在出现的海市蜃楼的景象中都没有出现过什么标志性建筑物。蓬莱的海市蜃楼已经算是很清晰的了,其他地方的则更加模糊。


而且,古代的海市蜃楼记载中,出现的都是些木船、宫阙、车马等。而现代的海市蜃楼,出现的都是什么游轮、高楼等,至于大山这种景物但古今都有。所以说,就算有平行时空,那平行时空科技的发展速度也是平行的? 虽然科学上目前还无法给出完美的解释,但随着文明的进步,总有一天会解开这个现象的成因的。


清明的星空


海市蜃楼,今天老麦就与诸位说说这不科学的解释吧。

当然,先说说科学的解释,是因为光的折射,而形成的虚影。因为海上也好沙漠也好,大气层中的气温温差比较大,光线射进大气层中的实话,由于空气密度不同,会产生折射现象,于是就出现了海市蜃楼。但是这个解释虽然有一定的道理,却不能解释既然是光的折射,那么所出现的虚影应该会有原型,为什么在现实中却鲜有原型场景找到,而且为什么海市蜃楼也会出现明显是几百上千年前古代建筑场景呢?是古代场景穿越了?

好吧,接下来咱们就说一下不科学的解释,首先来说的是海市蜃楼的现象并不是现在才有,在古时候也存在这样的场景,那么古人是如何看待海市蜃楼的呢?根据诸多的记载来看,古人把海市蜃楼的现象,认为是一种叫做“蜃”的怪物作怪。


那么什么事“蜃”呢?让我们翻开《山海经·东山经》:又西南四百里…… 峄皋之水出焉,东流注于激女之水 ,其中多蜃珧。这里出现了“蜃”,郭璞补注:蜃,蚌也。珧,玉珧,亦蚌属。也就是说这里所说的“蜃”是一种蚌类。《国语》中,更加明确了这种说法,认为蜃是一种大的蚌类。

那么,另一种蜃的形象则更接近于龙,是龙的近亲,叫做:蜃龙。据说蜃龙栖息在海岸或大河的河口,样子很像蛟,头上有像鹿一样分叉的角,脖子到背上都生着红色的鬃毛,鳞片是暗土色的。《三才图会》中说:蜃龙状似螭龙,有角有耳,背鬣作红色,嘘气成楼台,将雨即见,得其脂和蜡为烛,香闻百步,烟出其上,皆成楼阁之形。


关于蜃龙还有一个别样的传说,传说蛇与蛇与雉鸡如果在正月交配,雉鸡生蛋,则会引来满天云雷,雷电击中蛋后,会在几十米外的地方盘成蛇的样子,过个两三百年,被击中的蛋以及土就会变成石头,升到空中,月光沐浴后,岩石崩落,蜃龙则出。而那些没有被击中入地的蛋,则只能孵化出雉鸡,但是如果这些雉鸡进入海里,就会变成蜃(蜃,雉入海化为蜃——《说文》)。

也就是说,海市蜃楼是“蜃”从口中吐出的一种气体,这种气体可以幻化为各种幻影,这些欢迎大多以亭台楼阁居多,而且会随着观看的人不同,幻影的场景也会有着不同的细微变化。由此看来,根据古人的理解,并不是存在另一个空间,而是存在某种叫做“蜃”的强大生物,可以幻化出海市蜃楼的场景。


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老麦说说


海市蜃楼,是光在密度分布不均匀的空气中传播时,发生全反射而产生的。海市蜃楼也叫蜃景。它常常在江面、湖面、沙漠、戈壁等地方,偶尔在空中或者地下出现高大楼台、城廓、树木的幻景。海市蜃楼在海上,沙漠中产生,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。

海市蜃楼是因光的折射而形成的一种自然现象,是地球上物体反射的光经过大气折射而形成的虚像。相对于幻觉,它则是真实的光学现象,由于观测到的位置由实际光线折射,而形成的虚像。它可以用照像机来捕捉影像。它与地理位置、地球物理条件,还有那些地方在特定时间的气象特点有密切联系,气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。


沙漠中烈日当头时,沙石受太阳炙烤,表层温度迅速升高,空气传热性差,无风时沙漠上空的垂直气温差异非常显著,下热上冷,上层空气密度高,下层空气密度低,当太阳光从密度高的空气层进入空气密度低的空气层时,光的速度发生了改变,经过光的折射,远处的绿洲就呈现在人们眼前了。这就是海市蜃楼的形成。

它就是一种光学幻景,是一种大气折射形成的虚像,是物理学原理。它可分为上蜃景与下蜃景。来自远方特定距离物体的光线全都穿越几乎相同的空气层,并且全部都有相同的偏折量。因此来自物体顶端的光将比那些来自底部的光线更低,所以这些蜃景经常是倒立的,天空增强了影像的错觉,使得远方物体的影像,很像经过扰动的水或者油坑表面作用的镜像。它不是另一种空间,只是一种大气折射的虚像之景。


a梦美儿


关于海市蜃楼,在古代因为科学知识不够广泛,所以传出各种民间版本的故事,有人认为是另一个世界的情景,有认为是过去或者未来的投影,其实不是。

科学界早就对海市蜃楼做出了解释,只是一种光学现象,通过非均匀介质的光折射产生水的幻觉。

比如说在路上行驶时,在阳光明媚的日子里最常见到幻影。当你在车行道上行驶时,在车前几码(也许是一百码)的道路上似乎有一滩水。当然,当你到达水坑的感知位置时,你会发现水坑不在那里。

相反,水坑似乎是你面前的另一百码。你可以仔细地将水的感知位置与路边物体相匹配,但是当你到达那个物体时,水坑仍然不在道路上。水的外观只是一种幻觉。

你会发现,海市蜃楼的发生日子都是在晴天。是因为太阳的作用是将道路加热至高温。这个加热的道路反过来加热周围的空气,保持道路上方的空气温度高于当天的平均气温。

与较冷的空气相比,热空气的光密度往往较小。因此,通过加热道路和其上方的空气产生了不均匀的介质。也就是因为空气中急剧的热梯度会产生光学效应,像固体透镜一样弯曲光线。



地表上非常热的空气与上方较冷的空气之间的边界可以弯曲光线,从而导致折射点后面的东西看起来漂浮在空中。

所以,海市蜃楼算是一种光学艺术,大自然的奇观,是非常神奇哦!

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万物未解之谜


海市蜃楼又称蜃景,是地球上的物体发射的太阳光经过大气层的折射而形成的特殊的光学现象。是一种因为光的全反射与折射而形成的自然现象,并不是存在另一平行空间的证据!

海市蜃楼的形成与出现地点的地理位置以及当时的气象条件有着很大的关系,往往具有同一地点出现重复现象或者同一时间段内出现的特性。 海市蜃楼经常出现在沙漠中或者海面上,相关文字记录多次出现在史料古籍中,所以这是一种很平常的自然光学现象,至于为什么没有在现实中找到对应的建筑物呢?是因为根本没有必要去寻找!

况且另一个空间里面的建筑物居然和地球上的一模一样吗?也许是平行宇宙中的平行地球吧,但是关于平行空间的问题仅仅停留在理论猜测中,并无科学实验证明!


科幻船坞


如果去过沙漠旅行的人,可能就有幸看到下蜃的这种情况,在气温比较高的大漠之上,因为高温会将沙土晒得非常灼热,再加上沙土的热度相对来说比较小,此时其温度就会快速上升,而存在这些沙漠之上的空气温度上升得非常的快,只是上层空气的温度仍处于比较低的状态,在这种对流的情况下,便出现了气温非常反常的情况,而且高低温度是呈异常分布状态的,因为热胀冷缩这种原理,使得非常接近沙漠的下层空气密度变小,但是往上的空气密度却非常大,如果此时远处较高物体反射出来一些光线的话,就会从密度比较大的空气中进入下层密度比较小的空气时发生折射的现象,一旦这种现象发生,人们若是从反射光线的反面看去,就会形成海市蜃楼的景象。

事实上,这种现象并不仅仅只发生在沙漠,就连我们经常面对的柏油马路也会出现这种情况,因为这些道路它们的颜色往往比较深,在面对十分强烈的太阳光照射时,由于这些路面的颜色比较深,它们对强烈太阳光的吸收能力非常强大,这样就会形成温度差异很大的上下层,在这样的情况下同样会形成海市蜃楼的情景。

再者,在一些表面十分平静的海面上,也会出现这些十分虚幻的现象。虽然接受了强烈太阳光的照射,但是,因为存在于海水中的热量非常大,海水的温度上升非常慢,在这种过程中,存在于海面的温度会上升,但是海水里边的温度上升非常慢,在这种上点温度高下边比较冷却的状态下,同样会形成海市蜃楼。

如今,随着现代科技的不断发展,人们对于存在的大多数海市蜃楼已经有了非常正确的认识,很多研究者对于这些虚幻的景象展开深入研究之后,发现这种景象其实是地球上物体反射的光经过大气折射而形成,这便是全反射现象。

全反射的现象其实就是光由光的光密介质照射到光疏媒质的表面上的时候,全部都会被反射回来,这是一种非常特殊的折射现象,在我们生活中经常接触的各种光线,如果从一个介质射到另一个介质之上的时候,必然会出现反射或者折射等现象,也正是因为这反射或者折射现象的发生,才会形成非常神奇的现象,就像这种海市蜃楼,如果没有这种全反射现象的存在,也不可能出现这种虚幻的现象,

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。


三丰


核心:光的折射。由于高度不同,导致空气冷热不均,而光线会在通过不同折射率的介质时发生折射现象。当然了,海市蜃楼多出现于海洋、沙漠等地区。

下面就简单讲一下原理:

我们初中学过,当光线穿过不同介质时,会发生折射现象。


以海面为例,如果海水温度较冷,而上方空气较热时,由于冷空气的折射率比热空气高,所以海面的物体发出的光线就会被“拉”向海面。(见下图)

上图,主要由于地球曲率的存在(也就是地球是圆的),在海平面以下的物体就会被折射到人眼中,如果距离恰当,就好像这个物体就在眼前的海面上一样。

当然了,情况也可以反过来,地面空气比上方热(比如夏天的柏油路),这样天空的景象就在地面看到,当然了因为天空相比地面比较空旷,一般人也不会注意到这点。

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