趣味物理知识 海市蜃楼之谜

　　据威海新闻网报道，4月30日上午，山东威海再现鈥満Ｊ序茁モ�澠婀邸Ｉ衔�10点左右，记者从幸福门向东望去，在刘公岛的南侧海面，一座小型的刘公岛赫然在目。记者在现场看到，鈥満Ｊ序茁モ�澇鱿衷诹豕�岛的南侧海域，形状几乎和刘公岛一模一样，但却比刘公岛小了一圈，并且随着时间的推移，慢慢变小。那什么是海市蜃楼呢？海市蜃楼又是怎样形成的呢？

　　一、海市蜃楼的由来

　　海市蜃楼一词，出自西汉司马迁《史记路天官书》：鈥満Ｅ则灼�象楼台，广野气成宫阙然。鈥澠骄驳暮Ｃ妗⒋蠼�江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶尔会在空中或鈥湹叵骡�澇鱿指叽舐ヌā⒊抢�、树木等幻景，我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景，古人归因于蛟龙之属的蜃，吐气而成楼台城廓，因而得名鈥満Ｊ序茁モ�潱�也叫蜃景。

　　根据科学的解释，海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射而产生的。海市蜃楼的出现与地理位置、地球物理条件以及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。

　　二、海面上的蜃景

　　如图1的照片为山东蓬莱曾出现的海市蜃楼，其形成原因如图2所示，夏天海面上的下层空气温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。

　　三、沙漠中的蜃景

　　如图3为旅行者在塔里木沙漠公路上拍到的沙漠蜃景。它的形成原因如图4所示，太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小。从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及。

　　四、公路上的蜃景

　　蜃景不仅能在海上、沙漠中产生，柏油马路上偶尔也会看到。图5为出现在柏油公路上的水面蜃景。柏油马路因路面颜色深，夏天在灼热阳光下吸收能力强，路面温度很高，使贴近路面的空气层变得稀薄，形成上层空气温度低密度大，下层空气温度高密度小的分布，以致远处景物的反射光，在射向路面时会发生折射，这折射的光进入人眼，就会引起景物处于公路上的视觉效果。

　　总而言之，海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上的物体反射的太阳光经大气折射而形成的虚像。