为什么海市蜃楼大多找不到原景物,难道它不在现实生活中吗?
正常情况下的场景,来源:刘老师
不过从照片上看,刘老师记录的海市蜃楼场景(三座山)并不是特别清晰,可能是由于发生时间较晚,光线不强,多云遮蔽都不是海市蜃楼形成的好条件,所以海市蜃楼比较模糊。
不过我看了评论区,好像更多人关心的是为什么每一个海市蜃楼都找不到现实中的原景。很多人怀疑海市蜃楼是否真的存在于现实生活中。
当然,海市蜃楼里的原景一定是真实的,因为它不同于幻觉,而是物体反射的光真实地进入了我们的眼睛,所以你可以拍下来。
只是我们要在海市蜃楼中找到原来的景象真的不容易。这是由许多因素造成的。我们得从海市蜃楼的成像说起。
什么是虚像?
我们知道海市蜃楼是虚影,不是我们看到的地方。
虚像肉眼可以看到,但在光屏上无法显示,或者光线根本没有真正到达成像处,非常符合海市蜃楼虚幻的特点。
当光线发散而不能形成交点时,就不能形成实像或者不能在光幕上显示出来,但是当这些发散光线进入我们的眼睛时,我们的眼睛可以看到发散光线的反向延伸。在交点处看到的图像是虚像。
一个简单的例子就是镜子里的物体。当物体的光被镜子反射时,发散,发出的光被眼睛收集,因此在镜子中出现虚像,这不是真实物体的位置。
其实,物理定义的虚像看起来是相当复杂的,但是我们可以简单的理解为一种视觉错觉。物体的位置只对应我们的眼睛,而
是不可能感觉到光线被折射的,眼睛只会认为光线还在沿直线传播
,这就是为什么虚图像形成在光的反向延长线上。
了解了虚像之后,就很容易理解海市蜃楼的成像原理了。
海市蜃楼景象是物体反射的光经过空气折射后意外进入人眼
,最后我们的眼睛看到眼前其他地方的景象。与见鱼如出一辙。
鱼(实物)反射的光线在离开水面时会发生折射,这些折射的光线被我们的眼睛所收集。最后,我们看到的鱼是更远更浅的虚像。
不过,海市蜃楼的折射要比这复杂的多,因为它并不是简单地经过这样的折射。
光线如何在海市蜃楼中传播?
光在不同的介质中传播时会发生折射,而我们的空气并不总是均匀分布的,它会因各种原因发生变化,最终导致不同区域或不同高度的空气密度不同,这是海市蜃楼形成的前提.
我们前面说了海市蜃楼最容易出现在夏天,但原因是越热越容易产生不同的温度梯度,从而形成不同的空气密度梯度。
此外,
海市蜃楼出现频率最高的是海面和沙漠
。其实原因在于这两种材料的表面非常容易产生不同的温度梯度,只不过它们的高度不同而已。
当太阳照耀在海洋上时,它加热了海洋上方的大气层。由于海洋的降温作用,靠近海洋的区域比较凉爽,而且越往上走,温度就越高。
由于热胀冷缩,空气密度会出现“上密下密”,形成光折射率梯度。
现在,我们眼前有一个物体,可以将光线反射到周围。穿过“上密下密”的空气后,会逐层向下折射,进入我们的眼睛。
不过,我们的眼睛还是认为光是直线传播的,所以出现在海面上的海市蜃楼一般都很高,好像是悬浮的。
沙漠里的情况和海面正好相反。沙子的比热容小,所以会很快被加热,导致地表附近的温度比远离地面的温度高。
最后的结果就是物体的光线向上折射,进入眼睛。这时,我们眼睛看到的虚像较低。这就是所谓的
下海市蜃楼。
如果此时物体刚好接触地面,我们就会看到类似水面倒影的海市蜃楼,所以我们在沙漠中经常会看到与水源有关的海市蜃楼。
同样的,有时候水平方向也会出现温度梯度。这时候,我们可能会看到一个侧视图。这种情况称为
侧海市蜃楼
。
为什么在海市蜃楼里很难找到原景?
我们常常能看到海市蜃楼的地方,却找不到原来的景象。
其实从海市蜃楼的形成和光的传播过程中不难发现。要找到海市蜃楼的原景实属不易。人造海市蜃楼,来源:Shyhalatzi
首先,最常见的海市蜃楼是通过空气对流制造不同的空气密度,最终达到不同的折射率梯度,将光线送到我们的眼睛。
空气的对流类似于水的晃动。它非常不稳定。我们很难看到海市蜃楼实景的全貌,更别说找到了。
第二个就是海市蜃楼的景色不一定和我们平时看风景的视角一样。对于某些物体,不同的角度是两个不同的物体。
因为海市蜃楼是通过光的折射进入我们的眼睛,所以很难确定我们在哪里看到了它,或者我们需要看哪里才能得到与海市蜃楼相同的场景。
图片来源:BrockenInaglory
最后
海市蜃楼其实并不是什么稀有现象,甚至可以说夏天随处可见。
在夏天,如果你经常开车经过柏油路,你可能会看到柏油路上好像有水。这其实是海市蜃楼现象。
这个过程和沙漠中形成的海市蜃楼一样,因为柏油路的材质类似于沙子。返回搜狐,查看更多