海市蜃楼的现象是怎样形成的?
海市蜃楼的形成
在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往。可是当大风一起,这些景象突然消逝了。原来这是一种幻景,通称海市蜃楼,或简称蜃景。海市蜃楼示意图
为什么会产生这种现象呢?要解答这个问题,得先从光的折射谈起。
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。
总而言之,这是有趣,又有科学的。
空气本身并不是一个均匀得介质,在一般情况下,它得密度是随高度得增大而递减得,高度越高,密度越小。当光线穿过不同高度得空气层时,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得反常,并会导致与通常不同得折射和全反射,这就会产生海市蜃楼得现象。由于空气密度反常得具体情况不同,海市蜃楼出现得型式也不同。
在夏季,白昼海水湿度比较低,特别是有冷水流经过得海面,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,出现下冷上暧得反常现象(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得差别异常显著。
假使在我们得东方地平线下有一艘轮船,一般情况下是看不到它得。如果由于这时空气下密上稀得差异太大了,来自船舶得光线先由密度得气层逐渐折射进入稀得气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密得气层中来;经过这样弯曲得线路,最后投入我们得眼中,我们就能看到它得像。由于人得视觉总是感到物像是来自直线方向得,因此我们所看到得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得差异,在渤海南岸得蓬莱县(古时又叫登州),常可看到庙岛群岛得幻影。宋朝时候得沈括,在他得名蓍《梦溪笔谈》里就有这样得记载:
“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得上现蜃景。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年在广东省附近得海面上,曾出现一次延续6小时得上现蜃景。
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日在南通附近得江面上就现过。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,接近沙层得气温升高极快。由于空气不善于传热,所以在无风得时候,空气上下层间得热量交换极小,遂使下热上冷得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得反常现象。在这种情况下,如果前方有一棵树,它生长在比较湿润得一块地方,这时由树梢倾斜向下投射得光线,因为是由密度大得空气层进入密度小得空气层,会发生折射。折射光线到了贴近地面热而稀得空气层时,就发生全反射,光线又由近地面密度小得气层反射回到上面较密得气层中来。这样,经过一条向下向下凹陷得弯曲光线,把树得影像送到人得眼中,就出现了一棵树得倒影。
由于倒影位于实物得下面,所以又叫下现蜃景。这种倒影很容易给予人们以水边树影得幻觉,以为远处一定是一个湖。凡是曾在沙漠旅行过得人,大都有类似得经历。拍摄影片《登上希夏邦马峰》得一位摄影师,行走在一片广阔得干枯草原上时,也曾看见这样一个下现蜃景,他朝蜃景得方向跑去,想汲水煮饭。等他跑到那里一看,什么水源也没有,才发现是上了蜃景得当。这是因为干枯得草和沙子一样,可以被烈日晒得热浪滚滚,使空气层得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得天气条件下出现。当大风一起,引起了上下层空气得搅动混合,上下层空气密度得差异减小了,光线没有什么异常折射和全反射,那么所有得幻景就立刻消逝了。
这是光的折射现象。因为,当光在同一密度的均匀介质内传播时,光的传播速度和方向不变。可是当光线倾斜地由一种介质进入另一密度不同的介质时,光的速度和方向就会发生改变,这种现象叫做折射。
当空气温度在垂直方向分布反常时,就会引起空气密度垂直变化的反常,就会导致折射的产生,而产生海市蜃楼的现象。
在夏天,白天海水温度比较低,特别是有冷水流过的海面,水温更低。下层空气本来因气压较高密度较大,加上温度比上层低,因此,就会使空气层上稀下密的差别异常显著。
这时,远在海平面以下的岛屿、楼台的光线先由密的气层折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到气层密的大气层中来,经过这样弯曲的线路,投入我们眼中便是实物的像——即蜃景了。
海市蜃楼是一种奇怪的现象,可是有多少人了解它是如何形成的?
海市蜃楼是折射还是反射?
海市蜃楼是折射。海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象。海市蜃楼的出现与地理位置、地球物理条件以及地方在特定时间的气象特点有密切联系。其特点是同一地点重复出现和出现的时间一致。海市蜃楼的出现与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。其特点是同一地点重复出现和...
海市蜃楼是什么现象
这一现象常出现在海洋或广袤的沙漠地区,因远处的景物光线经过不同密度的空气层时发生折射,使观察者看到与实际位置有所偏移的景物,从而在地面或海面形成虚幻的影像。这种现象往往伴随着特定的气象条件,如海面空气湿润且空气层之间温度差异较大。虽然海市蜃楼的视觉效果极为震撼,但其本质是一种光学现象而...
海市蜃楼是一种什么现象?
海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。蜃景与地理位置、地球...
“海市蜃楼”是怎样形成的?
特别是在海面上,由于海面空气的密度差异明显,远处的景物通过光线折射,可能会呈现出一幅仿佛建筑物矗立在水面上的景象,给人一种城市楼阁矗立在水面上的错觉。这种现象往往随着天气、季节、地理位置的变化而有所差异,呈现出不同的景象。总的来说,海市蜃楼是一种由光线在密度不同的空气层中折射所产生...
海市蜃楼是一种什么现象
我国山东蓬莱县,常可见到渤海的庙岛群岛幻景,素有“海市蜃楼”之称。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,光线在铅直方向密度不同的气层中,经过折射进入观测者眼帘造成的结果。常分为上现、下现和侧现海市蜃楼。其实,宇航员在太空旅行过程中看到被放大的地球景物,这种现象有时...
海市蜃楼是怎样形成的
尤其是在夏季,贴近地面的空气受烈日炙烤,温度较高,空气密度相对较小,而上方的空气温度较低,密度较大。这种情况下,当光线由上方射到地面附近时,就会发生折射并向地面弯曲。远处的景物反射的光线经过这种折射后,人们就能看到仿佛景物在空中的倒影,这就是海市蜃楼的形成原理。这种现象往往伴随着特定...
海市蜃楼产生的原因是光的什么现象
补充知识: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,较热的空气笼罩着海面,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空气稀疏,来自地平面以外远处物体的光线,本来不能直接到达我们眼中,但有一些射向空中的光线,由于不同高度的疏密不...
海市蜃楼是光学的什么现象?
海市蜃楼可以分为蜃景下蜃景,和侧向蜃景。一种由一系列异常复杂的垂直堆叠图像组成的高级海市蜃楼,形成一个快速变化的幻影。与幻觉相反,海市蜃楼是可以在眼镜和相机上捕获的真实光学现象,因为实际上光线被折射后,在观察者的位置形成假象。然而,图像似乎代表的是由人类思想的解释能力决定的。例如,陆地...
海市蜃楼真的只是虚像吗?有什么科学的解释
然而海市蜃楼真的只是一种虚像吗?但是现代中的大部分人来说,海市蜃楼的形成原理大家都是了解的,海市蜃楼主要是因为太阳发出来光线出现折射以及反射现象,从而导致空气中的上层和下层的热量分布特别不均匀,从而导致上层空气的温度与下层空气的温度以及密度不同,最终导致出现了海市蜃楼的现象。一、海市...
海市蜃楼是很常见的奇观,那么它到底是怎样形成的?
由于密度不同,光线在气温梯度边界发生折射现象。一般来说,我们的大脑认为光总是沿着直线传播,但通过下面温度低、密度高的大气会向下折射,所以大脑中出现的远物体比实际要高。接近地面的气温剧烈变化会引起大气密度的巨大差异。远处的景色在光线传播时发生异常折射和整体反射,引起海市蜃楼。海市蜃楼的本质...
尔咬风湿: 海市蜃楼的形成 在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往.可是当大风一起,这些景象突然消...
南宫市13330876085: 海市蜃楼形成的原因有哪些? - ?
尔咬风湿: 海市蜃楼是另外空间的真实体现.在物质的运动下,反映到我们这个空间里来了.一种海市蜃楼发生在海上.这里空气湿度大,在一定范围之内的空间空气湿度比较大,另外厚度比较大,这样大面积的水蒸汽在运动下阴差阳错地就能形成一个巨...
南宫市13330876085: 海市蜃楼景象,是由光的什么现象造成的? - ?
尔咬风湿:[答案] 折射现象 海市蜃楼: 在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往.可是当大风一起,这些景象突然消逝...
南宫市13330876085: 海市蜃楼形成的原因是什么??
尔咬风湿: “海市蜃楼”是一种因远处物体被折射而形成的幻象,其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度,由于密度不同,光线在气温梯度分界处产生的折射现象....
南宫市13330876085: 山中蜃楼与海市蜃楼,这些现象是怎样形成的呢? - ?
尔咬风湿:[答案] 海市蜃楼的形成在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往.可是当大风一起,这些景象突然消逝了....
南宫市13330876085: 海市蜃楼是怎样形成的 - ?
尔咬风湿: 海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像. 海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率.也就是因海面上暖空气与高空中...
南宫市13330876085: 海市蜃楼是怎么产生的 - ?
尔咬风湿: 海市蜃楼多发生在沿海一带和沙漠地区.古人误认以为是蜃(大蛤蜊)吐气而成,因此被称为海市蜃楼.其实,它不过是一种奇特的大气光学现象.海市蜃楼是光线经过不同密度的空气层时发生显著的折射,把远处景物显示在空中或地面的奇异...
南宫市13330876085: 海市蜃楼是怎么形成的 - ?
尔咬风湿: 海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象. 沙漠中的海市蜃楼平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景,称海市蜃楼. 当光线在同一密度的均匀介质内进行的时...
南宫市13330876085: 海市蜃楼是如何形成的 - ?
尔咬风湿: 海市蜃楼平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景,称海市蜃楼.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....
南宫市13330876085: 海市蜃楼是什么来的?怎么产生? - ?
尔咬风湿: 平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景,称海市蜃楼.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.蜃景不仅...