03.05 海市蜃樓怎麼來的?

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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


我有幸看過一次海市蜃樓,不是沿海,而是安徽的某個小城市(忘了具體地址),一條河邊,一片大霧,霧裡有景。場景是一個不知道哪裡的城市,一個堤壩上有一排五六層的房子,堤壩上有石頭護欄,護欄邊有人在走路,還有汽車在開,很奇妙。唯一的遺憾就是那時手機不行,沒有視頻。我真想知道我看到的是哪裡


三子海


海市蜃樓我沒見過,但是我見過自己的影子是立體的,當時是晚上廠區裡周圍燈光很多,走著走著前面一個影子站著,以為是個人,可是我走它也走我站它也站,就是自己的影子,就是立體的。怎麼形成的不知道,可能和周圍的燈光有關。


浪漫人生161870463


海市蜃樓是一種自然現象,也是一種大氣光學現象,是因為大氣密度反常分佈、光線發生偏折,而產生的虛像。

2009年6月24日下午3點,在青海湖北岸沙柳河入湖口西南方位的湖面上,出現“海市蜃樓”奇觀。(何雨攝影)

中國自然科學名詞審定委員會公佈的大氣科學名詞(1988年)和海洋科學名詞(1989年)中,正式的名稱是“蜃景”,mirage,不過民間還是習慣於稱為海市蜃樓。

“蜃”是一種巨大的蛤蜊,古人認為“海市”是蜃吐氣而成,所以又叫蜃樓、蜃影、蜃景。


成因

大家知道,光在均勻介質中是沿直線傳播的;但如果光從一種介質中斜射入另一種介質,就會發生折射,傳播方向會發生變化。海市蜃樓就是光在空氣密度反常分佈的大氣中發生了折射的現象。

海市蜃樓常發生在夏季的海面、湖面或者沙漠上。根據發生地點,可以分為海蜃、湖蜃、沙漠蜃等。

而根據蜃景出現的方位,則可分為上蜃景、下蜃景、複雜蜃景等。

上蜃景

夏季,海水相對較涼,海面附近的空氣溫度比其上層的空氣溫度低,由於熱脹冷縮,下層空氣的密度比上層空氣大,折射率也比上層大。

此時,在海面上空,可以視為有很多層密度不同的水平空氣層,越往下密度越大,折射率越高。而海面遠處的景物發出的光線,在海面上空不斷被折射,逐漸彎向海面,進入到人眼後,人認為自己看到的景物是在入射光的反向延長線上,就像這些景物懸在半空中。

這種情況叫“上蜃景”,一般發生在夏季的海面或湖面上。

上蜃景示意圖(劉巖繪製)


當然,地球近地面大氣的密度本身就不均勻,一般海拔每升高100米,溫度平均下降1℃;但是如果要發生海市蜃樓,那麼溫度梯度必須比這個大許多,據M. Minnaert在《The Nature of Light and Colour in the Open Air》一書中指出,至少達到每米2℃甚至4-5℃,才會出現海市蜃樓。

開頭青海湖的海市蜃樓照片就是上蜃景。

下蜃景

海市蜃樓中還有一種叫“下蜃景”。

比如在夏季陽光暴曬下的柏油馬路上,會看到馬路上好像有水或者油,汽車和樹木似乎形成了水(油)面上的倒影。但等你走到跟前會發現馬路上非常乾燥,並沒有水和油,而是藍天的鏡像,由光線反射而成。

這種景象如果在沙漠中,很像遠處出現了綠洲水面,也被稱為“沙漠蜃景”。

莫哈維沙漠出現的下蜃景(Brocken Inaglory攝影)

它通常是因為陽光直射使得路面或沙面迅速加熱,地面1m上方的空氣增溫可達10℃,造成非常大的溫度梯度,使光線出現偏折,但它的方向跟上蜃景相反,是向天空彎曲。

一個明顯的區別在於,上蜃景是正立的虛像,而下蜃景是倒影。

下蜃景示意圖(Nico繪製)




逛且吃且


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


現在科學界普遍的認為海市蜃樓形成原因:是一種因光的折射而形成的自然現象。它也簡稱蜃景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。海市蜃樓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。

海市蜃樓的種類很多:根據它出現的位置相對於原物的方位,可以分為上蜃、下蜃和側蜃;根據它與原物的對稱關係,可以分為正蜃、側蜃、順蜃和反蜃;根據顏色可以分為彩色蜃景和非彩色蜃景等等。

​我們都知道現在已知的海市蜃樓還沒有在地球任何一個角落找到相同建築。

​古代的海市蜃樓可以解釋,但是現在的建築也找不到,那麼我們是否可以認為是另一個世界的物體哪?那麼不就間接告訴我們UFO外星人確實存在了嗎!

​這個假設雖然很大膽,但在沒有科學解釋的現在應該沒有比這個更有道理了。








純糧林下放養雞


大氣中最奇異的現象,可以說是海市蜃樓了。

海市蜃樓,簡稱海市,也稱蜃景。咱們中國人很早就在海邊觀察到了這種奇異的幻景。“海市”兩字表示大多在海上出現;“蜃”即大蛤,是一種生活在近海泥沙中的軟體動物;也有說是一種蛟龍, 當時古人認為這種仙界美景是蜃吐氣所形成。

我國最著名的觀“海市蜃樓”美景的地方在山東省的蓬萊縣(古稱登州)。這裡所觀看到的“蓬萊仙境”實際是廟島列島(離蓬萊的距離在20一100裡之間)的幻影。除海邊外,在沙漠地區也能觀看到海市蜃樓。

古人因為不知其形成的原因,就把它歸於神仙顯靈,一旦海邊出現這種現象,會集體跪拜禱告,祈禱平安。更可悲的是,沙漠中的駱駝隊在沙漠裡看到蜃景時候,往往會以為前方有水池綠洲,一意驅使駱駝前行,結果因迷失方向,而葬身殺害,有人因此將其歸結為沙漠中魔鬼的幻術,是魔鬼施法要殺死旅人。

其實,海市蜃樓不過是一種大氣的光學現象。它的形成是由於大氣層中空氣的密度不同,當光線經過時會發生折射,甚至全反射,於是,遠處的景物就顯示在空中或地面,從而造成奇異幻景。這種現象常發生在海邊和沙漠地帶。

若發生在海邊或海上的,為上現蜃景,即在空中形成正立的幻景。

用物理光學示意圖描述上述場景的話,如下圖所示:

若發生在沙漠地帶,為下現蜃景,即在地面形成倒立的幻景。因為是倒影,人們往往以為遠處有水故又稱其為“水影”。

用物理光學示意圖描述上述場景的話,如下圖所示:

那麼,海市蜃樓為何會讓人以為是神仙顯靈,除了以上原因,還在於其變幻莫測,飄忽不定。因為高空氣流往往改變大氣層的疏密程度,大氣疏密程度一旦改變,折射路徑也隨之變化,蜃景就可能立即消失,微風氣流,又造成蜃景漂浮不定、變幻莫測。故而引發了古人的一系列神奇的想象。


小衝說


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。


甜甜向上314159


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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