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。
可是当空气温度在垂直变化的反常,并会导致与通常不同的折射和全反射,这就会产生海市蜃楼的现象。由于空气密度反常的具体情况不同,海市蜃楼出现的型式也不同。
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,出现下冷上暧的反常现象(正常情况是下暧上凉,平均每隔100米高度,气温降低0.5~0.6 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。
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度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。宋朝时候的沈括,在他的名蓍《梦溪笔谈》里就有这样的记载:
“登州海中时有云气,如宫室台观,城堞人物,车马冠盖,历历可睹。”
这就是他在蓬莱所看到的上现蜃景。1933年5月22日上午11点多钟,青岛前海(胶州湾外口)竹岔岛上也曾发现过上现蜃景,一时轰传全市,很多人前往观看。1975年在广东省附近的海面上,曾出现一次延续6小时的上现蜃景。
不但夏季在海面上可以看到上现蜃景,在江面有晨也可看到,例如1934年8月2日在南通附近的江面上就现过。那天酷日当空,天气特别热,午后,突然发现长江上空映现出楼台城廓和树木房屋,全部蜃景长20多里。约半小时后,向东移动,突然消逝。后又出现三山,高耸入云,中间一山,很象香炉;又隔了半小时,才全部消失。
在沙漠里,白天沙石被太阳晒得灼热,接近沙层的气温升高极快。由于空气不善于传热,所以在无风的时候,空气上下层间的热量交换极小,遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著,并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象。在这种情况下,如果前方有一棵树,它生长在比较湿润的一块地方,这时由树梢倾斜向下投射的光线,因为是由密度大的空气层进入密度小的空气层,会发生折射。折射光线到了贴近地面热而稀的空气层时,就发生全反射,光线又由近地面密度小的气层反射回到上面较密的气层中来。这样,经过一条向下向下凹陷的弯曲光线,把树的影像送到人的眼中,就出现了一棵树的倒影。
由于倒影位于实物的下面,所以又叫下现蜃景。这种倒影很容易给予人们以水边树影的幻觉,以为远处一定是一个湖。凡是曾在沙漠旅行过的人,大都有类似的经历。拍摄影片《登上希夏邦马峰》的一位摄影师,行走在一片广阔的干枯草原上时,也曾看见这样一个下现蜃景,他朝蜃景的方向跑去,想汲水煮饭。等他跑到那里一看,什么水源也没有,才发现是上了蜃景的当。这是因为干枯的草和沙子一样,可以被烈日晒得热浪滚滚,使空气层的密度从下至上逐渐增大,因而产生下现蜃景。
无论哪一种海市蜃楼,只能在无风或风力极微弱的天气条件下出现。当大风一起,引起了上下层空气的搅动混合,上下层空气密度的差异减小了,光线没有什么异常折射和全反射,那么所有的幻景就立刻消逝了。
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“山市”的解释
这里说的“山市”,跟海市蜃楼差不多,是一种因折光反射而形成的自然景象。它美丽而又奇特,但是好多年也难得出现一次,只有少数比较幸运的人,在巧合之下能够见到它,而绝大多数人只能望而兴叹。这篇文章是作者根据目击者的叙述写的,它历历如画地再现了山市由生成到消失的过程,无论是大笔勾勒或工笔描摹都非常形象.它...
什么是山市?怎么解得这一现象?
山市是天上重湿气的云由于密度差异太大而产生的折射现象。出现在平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁滩等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城郭、树木等幻景,称海市蜃楼,又称“蜃景”。海市蜃楼是近地面层气温变化大,空气密度随高度强烈变化,光线传播在密度不同的气层中时,经...
山市形成的原因
山市即深山中的“山中蜃景”。是天上重湿气的云由于密度差异太大而产生的折射现象。
根据海市蜃楼的知识推测"山市"形成的原因
海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上.夏天,较热的空气笼罩海面,但是海水比较凉,海面附近空气的温度比空中的低.空气热胀冷缩,上层的空气比底层的的空气稀疏.来自地平面以外远处物体的光线,本来不能到达我们眼中,但有一些射向空中的光线,由于不同高度的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向...
山市是怎样形成的
大气中由于光线的折射而形成的一种自然现象,因为出现在山上,所以称为山市.山市即深山中的“山中蜃景”,又称作“鬼市”。蒲松龄的《聊斋志异》中有一篇名为《山市》的文章,已被选入中学教材。
山市是怎么形成的
地壳运动造成的
《山市》为什么当时人们把“山市”又称为“鬼市”?你能运用科学知识对...
山市”的形成,因此成为“鬼市”。太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。空中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密度低的空气层时,光的速度发生了改变,经过光的折射,便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。
山市是什么意思?
是山中的海市蜃楼,是大气的折射形成的自然现象据科学家的解释,山市蜃楼跟海市蜃楼、沙市蜃楼一样,是物质通过光的折射和反射作用, 把彼地 物体的影子“放映”到此地的一种自然现象。这种现象曾多次出现过:我国渤海南岸的蓬莱 县,就常看到遥遥千里平常根本看不见的庙岛的幻影;1934年8月2日在南通...
山市是一种什么现象?通常在什么情况下产生?
山市也叫山市蜃楼和海市蜃楼形成原因差不多由于上下空气密度差异大再无风条件下形成可以做个实验在一个透明直壁杯中先放入一些水再用试管小心地插入水底慢慢得注入密度较大的盐水(到底是水在上还是在下我记不清了)如果做的好就形成了一个层面可以反射光空气也像它形成一个反光的层面 ...
山市怎样形成
大气中由于光线的折射作用而形成的一种自然现象。当空气各层的密度有较大差异时,远处的光线通过密度不同的空气层就发生折射或全反射,这时可以看见在空中或地面以下有远处物体的影像。这种现象多在夏天出现于沿海一带或有沙漠的地方。