海市蜃楼

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海市蜃楼

在夏天的沙漠里，大风卷起黄沙满天飞扬之后，往往接踵而来的就是叫人难以忍受的酷热，气温可以升到四五十摄氏度。偶尔出现一支骆驼队行进在茫茫沙海中，似乎只有驼铃单调的催人昏昏欲睡的丁当声，才能打破这沉闷的寂静。此时此刻，人们是多么渴望有个凉快的地方歇脚啊。可是，在这渺无边际的沙海中，哪有凉快的去处？不过，有时候，特别是烈日当空的晌午，在人们眼前会突然出现一湾湖水，湖畔水光树影，清晰可见。湖水吸引了疲劳的人们，走呀，走呀，它似乎就在眼前，可是又总也走不到那边。一阵风刮过，这湖光树影就消失得无影无踪。人们这才醒悟过来，这是遇上海市蜃楼了。

在大海边，本来望出去是水天一色，茫茫一片，往往大半天什么都不见的海面，有时候远处突然会出现一座城镇，楼台城郭，桥梁街市，树木行人，历历可见，不久又消声匿迹，无影无踪了。人们说，这又是遇上海市蜃楼了。

海市蜃楼是一种空中幻景，又叫海市。我国山东半岛最北端的沿海县城蓬莱县（古时名登州），靠海有座古建筑——蓬莱阁，是个有名的观看海市蜃楼的地方。北宋科学家沈括曾在他的名著《梦溪笔谈》中，记录了他在蓬莱见到的海市蜃楼的景象：“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。”

在我国古代的传说中，认为蜃是一种蛟龙，能吐气为楼台；又传说海市是海上神仙的住处，没有固定的地点，在虚无飘渺间。于是我们的祖先就把像蓬莱海面出现的那一类空中幻景叫做海市蜃楼。

海市蜃楼到底是怎样产生的呢？

还得先从简单实验说起。

用一个大口扁形的玻璃杯，盛上半杯子水，再拿一个5分硬币放进盛水的杯子里，硬币最好放在杯底的中央。现在你从侧面看硬币，像是浮了上来似的，看到的硬币的物像，比原来的实物位置高了许多。

这个小小的实验说明，来自硬币的光线从透明的水里进人透明的空气的时候，因为水和空气密度不同，光线行进的路线就会在水和空气不同密度的交界面上发生偏折，也就是所谓发生折射，于是我们看到了比实物高得多的一个物像。如果把玻璃杯慢慢垫高，垫高到一定高度，你就会看不见硬币的物像。这是因为这时候入射角小于48.5°的光线，经折射后向上射而射不到你的眼睛的缘故。入射角等于或大于48.5°的光线，就不再射出水和空气的交界面，而在这个交界面上折回水中——这就是所谓光的全反射。

同样是空气，要是密度不一样，也可以使光线在通过不同密度的不同空气层时发生折射，出现物像。空气密度是随温度变化而变化的：温度增高，空气就要膨胀，密度跟着变小；反过来，温度降低时，空气就要收缩，密度跟着变大。海市蜃楼就是光线在穿过大范围不同密度的空气层时，把几十千米甚至上千千米外远处本来看不见的景物，经过折射和全反射抬升到地面以上或者半空中的奇异的幻景。

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