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天氣越來越熱，一些地方出現海市蜃樓的頻率也變得越來越高了，比如青島——網傳(chuan) 昨天傍晚又出現了海市蜃樓。

下午5點15分左右，青島市民劉先生在海天中心南麵輪船進出的海域，看到了明顯的三座大山景象，而這個(ge) 方向本不應該有山的，他用相機記錄下這一情景（如下圖）。

海市蜃樓圖，圖源：劉先生

正常情況下的景象，圖源：劉先生

不過，從(cong) 照片上看，劉先生記錄到的海市蜃樓景象（三座山）不是特別清晰，可能由於(yu) 發生的時間較晚，光線不強，而且多雲(yun) 遮光，並不是一個(ge) 很好形成海市蜃樓的條件，所以比較蜃景模糊。

然而，我看了下評論區，好像更多人關(guan) 注的是，為(wei) 什麽(me) 每次海市蜃樓都找不到現實中的原景物，許多人懷疑海市蜃樓是不是真實存在於(yu) 現實生活中。

當然，海市蜃樓中的原景物肯定是真實存在的，因為(wei) 它不同於(yu) 幻覺，而是實物反射的光線真實進入了我們(men) 的眼睛，所以你可以給它拍照。

隻不過我們(men) 要找到海市蜃樓中的原景物確實不是一件容易，這有多方麵因素共同造成的，我們(men) 得從(cong) 海市蜃樓的成像說起。

什麽(me) 是虛像？

我們(men) 知道海市蜃樓是一個(ge) 虛像，它並不在我們(men) 看到的那個(ge) 位置。

虛像可以被眼睛看到，但它無法在光屏上顯示，或者說光線根本沒有真的到達成像的地方，這很符合海市蜃樓虛無縹緲的特性。

當光線散發並無法形成交點的時候，它就無法形成實像或者無法在光屏上顯示，但是當這些發散光線進入我們(men) 的眼睛時，我們(men) 的眼睛可以在發散光線的反向延長線的交點處看到圖像，這個(ge) 就是虛像。

一個(ge) 簡單的例子就是鏡子中的物體(ti) ，當物體(ti) 的光線被鏡子反射的時候它是發散的，而這些散發光線被眼睛收集，於(yu) 是就在鏡子中出現了一個(ge) 虛像，它不是物體(ti) 的真實位置。

其實，在物理上定義(yi) 的虛像看著還是比較複雜的，但我們(men) 可以把它簡單理解成是一種視覺錯覺，物體(ti) 的位置對應的隻是我們(men) 的眼睛感受，而我們(men) 的眼睛是無法感受光線被折射的，眼睛隻會(hui) 以為(wei) 光線依然沿著直線傳(chuan) 播，這就是為(wei) 什麽(me) 虛像都是在光線反向延長線上成像的緣故。

理解了虛像之後，就很好理解海市蜃樓的成像原理了。

海市蜃樓的景象是物體(ti) 反射的光線經過空氣折射之後一不小心進入了人的眼睛，最終我們(men) 的眼睛在自己的前方看到了別的地方的景物，這個(ge) 過程和我們(men) 透過水看到魚的情況是完全一樣的。

魚（實物）反射的光線離開水的時候被折射，而這些折射光線被我們(men) 眼睛收集，最終我們(men) 看到的魚是一個(ge) 更遠、更淺的虛像。

不過，海市蜃樓的折射情況要比這個(ge) 複雜許多，因為(wei) 它並不是簡單經過這麽(me) 一次折射。

海市蜃樓中的光線如何傳(chuan) 播？

光線在不同介質中傳(chuan) 播就會(hui) 發生折射，而我們(men) 的空氣不總是均勻分布，它會(hui) 因為(wei) 各種原因發生變化，最終導致不同地區或者不同高度的空氣密度不同，這就是海市蜃樓形成的前提。

我們(men) 前麵說過夏天最容易出現海市蜃樓，其實原因就在於(yu) 越熱的時候就越容易製造不同的溫度梯度，從(cong) 而形成不同的空氣密度梯度。

另外，海市蜃樓最頻繁出現的地方是海麵和沙漠，其實原因也是這兩(liang) 種材料的表麵非常容易在製造不同溫度梯度，不過它們(men) 都是在不同高度間。

當太陽照在海麵上的時候，它加熱海洋上方的大氣，由於(yu) 海水的冷卻作用，所以靠近海洋的區域溫度更低，越往高處則溫度越高。

由於(yu) 熱脹冷縮，空氣密度會(hui) 出現“上稀下密”的情況，這會(hui) 形成一個(ge) 光線折射率梯度。

現在，我們(men) 眼睛前方有一個(ge) 物體(ti) 向周圍反射光線，經過“上稀下密”的空氣，它會(hui) 被層層向下折射並進入我們(men) 的眼睛。

但是，我們(men) 的眼睛依然以為(wei) 光線沿直線傳(chuan) 播，所以在海麵上出現的海市蜃樓一般都是偏高且像是懸浮著的景象，這種被稱為(wei) 上蜃。

出現在沙漠中的情況和海麵上的正好相反，沙子的比熱容小，所以它會(hui) 迅速被加熱，導致靠近表麵的溫度要高於(yu) 遠離地麵的溫度。

最終結果就是物體(ti) 的光線被向上折射並進入眼睛，這時候我們(men) 眼睛看到的虛像是在偏下的，這種被稱為(wei) 下蜃。

如果這時候物體(ti) 正好貼著地麵的話，我們(men) 會(hui) 看到一個(ge) 類似於(yu) 水麵倒影一樣的海市蜃樓，所以在沙漠中經常看到水源相關(guan) 的海市蜃樓。

同樣的，有時候溫度梯度也會(hui) 出現在水平方向，這個(ge) 時候我們(men) 可能看到了側(ce) 向景物，這種情況被稱為(wei) 側(ce) 蜃。

為(wei) 什麽(me) 海市蜃樓很難找到原景物？

我們(men) 經常可以看到哪裏出現海市蜃樓了，但是找不到原景物的情況。

其實從(cong) 海市蜃樓的形成，以及在這個(ge) 過程中光線的傳(chuan) 播就不難發現，要找到海市蜃樓的原景物並不是一件容易的事。

人造的海市蜃樓，圖源：Shy halatzi

首先，最常見的海市蜃樓都是通過空氣對流來製造不同的空氣密度，最終達到不同的折射率梯度並把光線送到我們(men) 的眼睛。

空氣的對流和晃動水是差不多的，它非常不穩定，我們(men) 很難完全看清楚海市蜃樓真實景物的完全樣貌，更別提找到它了。

其次是海市蜃樓的景物和我們(men) 正常看景物時的視角不一定相同，對於(yu) 一些物體(ti) 來說，不同的角度就是兩(liang) 個(ge) 不同的物體(ti) 。

由於(yu) 海市蜃樓通過光線折射進入我們(men) 的眼睛，所以很難確定我們(men) 具體(ti) 看到的是它的什麽(me) 位置，或者說我們(men) 需要在什麽(me) 位置看才能得到和海市蜃樓中一樣的景象。

圖源：Brocken Inaglory

最後

海市蜃樓其實並不是什麽(me) 罕見現象，甚至可以說在夏天隨處可見。

夏天的時候，如果你經常開車經過柏油路的話，你可能就會(hui) 看到柏油路上好像出現了水麵一樣，這個(ge) 其實就是海市蜃樓現象。

這個(ge) 過程和沙漠中形成的海市蜃樓是一樣的，因為(wei) 柏油路的材料和沙子差不多。

來源：怪羅微信公眾(zhong) 號

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