海市蜃樓到底是什麼原因?

劉偉253307099


海市蜃樓,是發生在海邊或沙漠中的,由於光線的反射或折射作用,天空中或地面上出現虛幻的高樓大廈,如我們地面上的城市建築一般的現象。說到底,海市蜃樓就是地面上的物體經過光的反射然後再通過光在大氣中的折射而形成的一種虛像。但海市蜃樓一般不常見,如果能看到海市蜃樓的景象,也算是非常的幸運了。



那麼,海市蜃樓到底是怎麼形成的呢?海市蜃樓又被叫做“蜃景”,可以說是一種光學現象,它是對地面景物的真實反映。我們學過物理的都知道,光穿過密度均勻的介質時,會呈直線型行進,其方向是不會改變的,但是當光穿過的介質發生改變時,密度不再均勻,光的傳播方向就會發生變化,從而光線會發生偏折,進而進入另一種不同介質,這就是光的折射。


我國山東地區曾經常出現過“海市蜃樓”的奇景,海市蜃樓是因為地面氣溫急劇變化而形成的,地面上氣溫的變化會影響大氣密度的改變,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現了所謂的“蜃景”。

海市蜃樓就是因為在光的折射作用下將遠處的景物在光線分佈不均勻的空間內進行折射而產生的自然現象。那麼,你們看到過“海市蜃樓”嗎?


時間史


不知道大家在炎熱的夏天,有沒有看到過這樣的一個現象:在不遠的前方,路面上好像有一灘水,還映出了前車的倒影。但我們走過去一看,路面上其實根本就沒有水。

你並沒有出現幻覺,這是一種光的折射和全反射現象,通常稱作海市蜃樓。

光的折射

為了理解這個現象,我們首先來解釋一下光的折射。


我們初中就學過:光在不同界面間傳播的時候,傳播方向一般會發生變化。比如一束光從空氣斜射入水中,會向下偏折。入射光線和法線的夾角稱為入射角,折射光線與法線的夾角稱為折射角。

人們發現:當光線在空氣和水的界面中進行折射時,空氣中的入射角總是比較大,水中的折射角總是比較小。


後來人們發現:出現折射現象的原因是光在兩種介質中傳播的速度不同。如果光在某種介質A中傳播速度比其他介質B快,那麼介質A對介質B就叫光疏介質,介質B對介質A就叫光密介質。比如,光在空氣中的傳播速度接近於真空中的速度,比水中光速要快,因此空氣相對於水就是光疏介質,水相對於空氣就是光密介質。折射時,光疏介質中的入射角大,光密介質中的折射角小。

荷蘭物理學家惠更斯研究了光發生折射的原因。他借用機械波的觀點解釋了光折射的原因。

如圖,一束平行光照射到兩種介質的界面時,各條光線並不是同時到達界面的。下方的光線先到界面A點,上方光線此時只到達了B。隨後,A就會在第二種介質中傳播,而光線B繼續在第一種介質中傳播。由於在第二種介質中光的傳播速度比較慢,當B光線傳播到界面上的B0點時,光線A傳播到A’點,並且AA’


全反射

如果光線從水中射入空氣中,情況又是如何呢?此時,水中的角度就是入射角,空氣中的角度就是折射角,但是空氣中的角度還是大於水中的角度。如果增大水中的入射角,那麼空氣中的角度會變得更大。在某個時刻,空氣中的折射角達到90度,此時就稱為掠出射。如果繼續增大入射角,那麼折射光線無論向哪裡都不合理了。此時會出現一種奇特的現象:折射光線消失,所有隻有反射光線,這種現象就稱為全反射。

全反射在生活中有很多應用,比如光導纖維,就是利用光線在內芯和外套之間反覆全反射傳播信號的。


海市蜃樓

現在我們就可以解釋海市蜃樓了。

什麼叫 “蜃”呢?龍生九子,九子各不相同,其中有一個兒子就叫蜃,蜃喜歡吞雲吐霧,它在海上把東西都吞到肚子裡去,一會兒又吐出來,人們就可以看到有些東西浮在海平面上。這個實際上是一種光的折射現象。海市蜃樓在海洋和沙漠中都可以出現。

在海洋上,海水比熱容更大,也就是說,在接受太陽照射時,海水不容易升溫。在夏天強烈的太陽照射下,靠近海水的地方,空氣溫度比較低,密度較大,屬於光密介質。高層空氣溫度較高,空氣受熱膨脹,密度較小,是光疏介質。光線從光密介質射向光疏介質,折射角變大,光線會趨於水平。假如海面上有一艘船,這艘船反射出的光線向上射,就會在各個不同的空氣層之間發射折射,發生彎折。

如果在還沒有發生全反射時,光線就進入了人眼。那麼人眼就會以為物體在遠方的高處,形成正立的蜃景。如果光線在傳播過程中發生了全反射,人們逆著光線看去,就會看到倒立的蜃景。

沙漠中的海市蜃樓成因剛好與海洋上相反。沙子的比熱容很小,所以靠近沙漠的地方空氣溫度比較高。空氣受熱膨脹,密度較小,是光疏介質。上層的空氣距離沙子較遠,溫度相對較低,空氣密度相對較大,也就形成了光密介質。光線從上向下照射時,從光密介質進入光疏介質,折射角變大。當折射角增大到一定程度,就會發生全反射而向上照射。

比如有一朵雲彩飄在空中,它反射的光線經過折射和全反射被地面上的人觀察到。大腦會認為光線依然是直線傳播的,因此認為雲彩在地下。雲彩不會在地下,所以人們會認為地面上有一個可以反射光線的物質,那就是水,這就是沙漠中海市蜃樓的原理。由於沙漠中沙子的溫度非常高,形成蜃景的光線在靠近沙子時一定會發生全反射,所以在沙漠中的海市蜃樓都是倒像。

炎熱夏天的馬路溫度也非常高,形成的效果與沙漠相同。所以在靠近地面的位置,光線很容易發生全反射,映出車輛的倒影,就會讓人們誤以為地面上有水。下次再遇到這種現象,別再被你的眼睛欺騙了哦。


李永樂老師


對於海市蜃樓主要有兩種看法,第一種就是海市蜃樓的景象都是地球上的實物反映 , 這種看法比較主流。

海市蜃樓,簡稱蜃景,是一種因光的折射和全反射而形成的自然現象,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。明白了?重點是光的折射/反射,然後你得有個東西去反射/折射吧。

所以說海市蜃樓的原景,是可以被找到的,在地球上,只要你去找,用心找,關鍵還是能不能找得到,不是說問答定論一般說是找不到。也不是腦洞大開說什麼另一個空間。

蜃景有兩個特點:一是在同一地點重複出現,就是有些地方比較容易出現這種現象,比如美國的阿拉斯加上空經常會出現蜃景;二是出現的時間一致,比如我國蓬萊的蜃景大多出現在每年的5、6月份,俄羅斯齊姆連斯克附近蜃景往往是在春天出現,而美國阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以後的20天內出現。

為什麼說找不到實景或者說不一樣?那是因為哪怕你見過原來的建築的影子,但是在經過了並非鏡面的反射,折射,甚至包括多重建築的疊加,單一建築的扭曲,拉伸,再加上本身模模糊糊,出現時間短暫,這就更加難以辨認。




安徽省黃山市新安江上,2015年10月16日出現了海市蜃樓。江面的水上面漂浮著一座城市。而且下午5點鐘之後,江岸上的建築亮燈了,海市蜃樓也跟著亮燈了。有大量圍觀市民用手機拍攝的視頻。山東衛視之類的電視節目都有播放。後經當地人辨認,黃山市新安江上出現的海市蜃樓是安徽省黃山市屯溪區新大橋附近的兒童樂園、廣宇大橋附近的玉屏府及世紀廣場一帶的建築物。

第二種看法就是,海市蜃樓可能是由於時空錯亂導致的。宇宙之中存在很多個平行時空,我們稱之為“多重宇宙”,他們平行但不會有交叉,也存在著時間的先後,但當某個點交集時,即時空錯亂。


當海市蜃樓出現時,竟然出現了古代人身影,在1954年,愛琴海出現過最為轟動的海市蜃樓事件,有2400名目擊者同時聲稱在海市蜃樓中看到的古代裝束的人,他們身穿古代服裝,在古代的建築裡來行行走,當時在場的所有人都驚呆了。

這就涉及多次元或時間折射現象,可能是地球上曾經出現過的景象,所以我們所看到的就是地球上不同空間的景象記錄。


隨著科學技術的進步,總會有揭開迷霧的那一天。


諸葛一點通


先說一下海市蜃樓在科學上的成因,正像大多數人理解的那樣,是大氣中一種光學現象,遠方景物被光折射而成的虛像。海市蜃樓常出現在海上或沙漠中,因為海上和沙漠中大氣更容易出現比較明顯的溫度差,當光線在延直線方向密度不同的大氣層中,經過折射就可能出現海市蜃樓的景象。海市蜃樓根據出現的高度及方位不同可以分為上現、下現和側現。海上的多為上現,而沙漠中多為下現。



至於為什麼總是在現實中找不到對應的景物,先放下什麼多重宇宙或平行空間的說法,網上很多讓人驚訝的海市蜃樓照片多是PS的,並非真實拍攝的,比如下面幾張。



而海市蜃樓中出現的景色,很可能不是固定的,甚至有可能是重疊的。就是把不同地方的不同物體投射到海面上,所以要找到原型,就比較困難了。同時因為距離遠,邊框較為模糊,只能看到個大概景象,根本看不清具體細節,靠近了就什麼也看不到了。因為現在出現的海市蜃樓的景象中都沒有出現過什麼標誌性建築物。蓬萊的海市蜃樓已經算是很清晰的了,其他地方的則更加模糊。


而且,古代的海市蜃樓記載中,出現的都是些木船、宮闕、車馬等。而現代的海市蜃樓,出現的都是什麼遊輪、高樓等,至於大山這種景物但古今都有。所以說,就算有平行時空,那平行時空科技的發展速度也是平行的? 雖然科學上目前還無法給出完美的解釋,但隨著文明的進步,總有一天會解開這個現象的成因的。


清明的星空


海市蜃樓,今天老麥就與諸位說說這不科學的解釋吧。

當然,先說說科學的解釋,是因為光的折射,而形成的虛影。因為海上也好沙漠也好,大氣層中的氣溫溫差比較大,光線射進大氣層中的實話,由於空氣密度不同,會產生折射現象,於是就出現了海市蜃樓。但是這個解釋雖然有一定的道理,卻不能解釋既然是光的折射,那麼所出現的虛影應該會有原型,為什麼在現實中卻鮮有原型場景找到,而且為什麼海市蜃樓也會出現明顯是幾百上千年前古代建築場景呢?是古代場景穿越了?

好吧,接下來咱們就說一下不科學的解釋,首先來說的是海市蜃樓的現象並不是現在才有,在古時候也存在這樣的場景,那麼古人是如何看待海市蜃樓的呢?根據諸多的記載來看,古人把海市蜃樓的現象,認為是一種叫做“蜃”的怪物作怪。


那麼什麼事“蜃”呢?讓我們翻開《山海經·東山經》:又西南四百里…… 嶧皋之水出焉,東流注於激女之水 ,其中多蜃珧。這裡出現了“蜃”,郭璞補註:蜃,蚌也。珧,玉珧,亦蚌屬。也就是說這裡所說的“蜃”是一種蚌類。《國語》中,更加明確了這種說法,認為蜃是一種大的蚌類。

那麼,另一種蜃的形象則更接近於龍,是龍的近親,叫做:蜃龍。據說蜃龍棲息在海岸或大河的河口,樣子很像蛟,頭上有像鹿一樣分叉的角,脖子到背上都生著紅色的鬃毛,鱗片是暗土色的。《三才圖會》中說:蜃龍狀似螭龍,有角有耳,背鬣作紅色,噓氣成樓臺,將雨即見,得其脂和蠟為燭,香聞百步,煙出其上,皆成樓閣之形。


關於蜃龍還有一個別樣的傳說,傳說蛇與蛇與雉雞如果在正月交配,雉雞生蛋,則會引來滿天雲雷,雷電擊中蛋後,會在幾十米外的地方盤成蛇的樣子,過個兩三百年,被擊中的蛋以及土就會變成石頭,升到空中,月光沐浴後,岩石崩落,蜃龍則出。而那些沒有被擊中入地的蛋,則只能孵化出雉雞,但是如果這些雉雞進入海里,就會變成蜃(蜃,雉入海化為蜃——《說文》)。

也就是說,海市蜃樓是“蜃”從口中吐出的一種氣體,這種氣體可以幻化為各種幻影,這些歡迎大多以亭臺樓閣居多,而且會隨著觀看的人不同,幻影的場景也會有著不同的細微變化。由此看來,根據古人的理解,並不是存在另一個空間,而是存在某種叫做“蜃”的強大生物,可以幻化出海市蜃樓的場景。


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老麥說說


海市蜃樓,是光在密度分佈不均勻的空氣中傳播時,發生全反射而產生的。海市蜃樓也叫蜃景。它常常在江面、湖面、沙漠、戈壁等地方,偶爾在空中或者地下出現高大樓臺、城廓、樹木的幻景。海市蜃樓在海上,沙漠中產生,是光線在延直線方向密度不同的氣層中,經過折射造成的結果。

海市蜃樓是因光的折射而形成的一種自然現象,是地球上物體反射的光經過大氣折射而形成的虛像。相對於幻覺,它則是真實的光學現象,由於觀測到的位置由實際光線折射,而形成的虛像。它可以用照像機來捕捉影像。它與地理位置、地球物理條件,還有那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯繫,氣溫的反常分佈是大多數蜃景形成的氣象條件。


沙漠中烈日當頭時,沙石受太陽炙烤,表層溫度迅速升高,空氣傳熱性差,無風時沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低,當太陽光從密度高的空氣層進入空氣密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,遠處的綠洲就呈現在人們眼前了。這就是海市蜃樓的形成。

它就是一種光學幻景,是一種大氣折射形成的虛像,是物理學原理。它可分為上蜃景與下蜃景。來自遠方特定距離物體的光線全都穿越幾乎相同的空氣層,並且全部都有相同的偏折量。因此來自物體頂端的光將比那些來自底部的光線更低,所以這些蜃景經常是倒立的,天空增強了影像的錯覺,使得遠方物體的影像,很像經過擾動的水或者油坑表面作用的鏡像。它不是另一種空間,只是一種大氣折射的虛像之景。


a夢美兒


關於海市蜃樓,在古代因為科學知識不夠廣泛,所以傳出各種民間版本的故事,有人認為是另一個世界的情景,有認為是過去或者未來的投影,其實不是。

科學界早就對海市蜃樓做出瞭解釋,只是一種光學現象,通過非均勻介質的光折射產生水的幻覺。

比如說在路上行駛時,在陽光明媚的日子裡最常見到幻影。當你在車行道上行駛時,在車前幾碼(也許是一百碼)的道路上似乎有一灘水。當然,當你到達水坑的感知位置時,你會發現水坑不在那裡。

相反,水坑似乎是你面前的另一百碼。你可以仔細地將水的感知位置與路邊物體相匹配,但是當你到達那個物體時,水坑仍然不在道路上。水的外觀只是一種幻覺。

你會發現,海市蜃樓的發生日子都是在晴天。是因為太陽的作用是將道路加熱至高溫。這個加熱的道路反過來加熱周圍的空氣,保持道路上方的空氣溫度高於當天的平均氣溫。

與較冷的空氣相比,熱空氣的光密度往往較小。因此,通過加熱道路和其上方的空氣產生了不均勻的介質。也就是因為空氣中急劇的熱梯度會產生光學效應,像固體透鏡一樣彎曲光線。



地表上非常熱的空氣與上方較冷的空氣之間的邊界可以彎曲光線,從而導致折射點後面的東西看起來漂浮在空中。

所以,海市蜃樓算是一種光學藝術,大自然的奇觀,是非常神奇哦!

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萬物未解之謎


海市蜃樓又稱蜃景,是地球上的物體發射的太陽光經過大氣層的折射而形成的特殊的光學現象。是一種因為光的全反射與折射而形成的自然現象,並不是存在另一平行空間的證據!

海市蜃樓的形成與出現地點的地理位置以及當時的氣象條件有著很大的關係,往往具有同一地點出現重複現象或者同一時間段內出現的特性。 海市蜃樓經常出現在沙漠中或者海面上,相關文字記錄多次出現在史料古籍中,所以這是一種很平常的自然光學現象,至於為什麼沒有在現實中找到對應的建築物呢?是因為根本沒有必要去尋找!

況且另一個空間裡面的建築物居然和地球上的一模一樣嗎?也許是平行宇宙中的平行地球吧,但是關於平行空間的問題僅僅停留在理論猜測中,並無科學實驗證明!


科幻船塢


如果去過沙漠旅行的人,可能就有幸看到下蜃的這種情況,在氣溫比較高的大漠之上,因為高溫會將沙土曬得非常灼熱,再加上沙土的熱度相對來說比較小,此時其溫度就會快速上升,而存在這些沙漠之上的空氣溫度上升得非常的快,只是上層空氣的溫度仍處於比較低的狀態,在這種對流的情況下,便出現了氣溫非常反常的情況,而且高低溫度是呈異常分佈狀態的,因為熱脹冷縮這種原理,使得非常接近沙漠的下層空氣密度變小,但是往上的空氣密度卻非常大,如果此時遠處較高物體反射出來一些光線的話,就會從密度比較大的空氣中進入下層密度比較小的空氣時發生折射的現象,一旦這種現象發生,人們若是從反射光線的反面看去,就會形成海市蜃樓的景象。

事實上,這種現象並不僅僅只發生在沙漠,就連我們經常面對的柏油馬路也會出現這種情況,因為這些道路它們的顏色往往比較深,在面對十分強烈的太陽光照射時,由於這些路面的顏色比較深,它們對強烈太陽光的吸收能力非常強大,這樣就會形成溫度差異很大的上下層,在這樣的情況下同樣會形成海市蜃樓的情景。

再者,在一些表面十分平靜的海面上,也會出現這些十分虛幻的現象。雖然接受了強烈太陽光的照射,但是,因為存在於海水中的熱量非常大,海水的溫度上升非常慢,在這種過程中,存在於海面的溫度會上升,但是海水裡邊的溫度上升非常慢,在這種上點溫度高下邊比較冷卻的狀態下,同樣會形成海市蜃樓。

如今,隨著現代科技的不斷髮展,人們對於存在的大多數海市蜃樓已經有了非常正確的認識,很多研究者對於這些虛幻的景象展開深入研究之後,發現這種景象其實是地球上物體反射的光經過大氣折射而形成,這便是全反射現象。

全反射的現象其實就是光由光的光密介質照射到光疏媒質的表面上的時候,全部都會被反射回來,這是一種非常特殊的折射現象,在我們生活中經常接觸的各種光線,如果從一個介質射到另一個介質之上的時候,必然會出現反射或者折射等現象,也正是因為這反射或者折射現象的發生,才會形成非常神奇的現象,就像這種海市蜃樓,如果沒有這種全反射現象的存在,也不可能出現這種虛幻的現象,

研究者弄清楚了這種全反射這種現象之後,也在不斷的利用這種現象運用到科學技術的研究之中,比如在我們生活中最常見的光學纖維束,這種現象正是充分利用了全反射的技術,同時也正是因為這種技術的出現,為光通訊以及光學等領域的快速發展創造極其有利的條件。


三豐


核心:光的折射。由於高度不同,導致空氣冷熱不均,而光線會在通過不同折射率的介質時發生折射現象。當然了,海市蜃樓多出現於海洋、沙漠等地區。

下面就簡單講一下原理:

我們初中學過,當光線穿過不同介質時,會發生折射現象。


以海面為例,如果海水溫度較冷,而上方空氣較熱時,由於冷空氣的折射率比熱空氣高,所以海面的物體發出的光線就會被“拉”向海面。(見下圖)

上圖,主要由於地球曲率的存在(也就是地球是圓的),在海平面以下的物體就會被折射到人眼中,如果距離恰當,就好像這個物體就在眼前的海面上一樣。

當然了,情況也可以反過來,地面空氣比上方熱(比如夏天的柏油路),這樣天空的景象就在地面看到,當然了因為天空相比地面比較空曠,一般人也不會注意到這點。

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