海市蜃楼形成的原因(海市蜃楼出现的简单原因)

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本文目录

  1. 海市蜃楼形成原理
  2. 海市蜃楼的原理是什么
  3. 海市蜃楼怎么来的
  4. 为什么会有海市蜃楼现象
  5. 海市蜃楼出现的简单原因

海市蜃楼形成原理

形成原理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,光线会在气温梯度分界处产生折射现象。蜃景与地理位置、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。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。

海市蜃楼的原理是什么

海市蜃楼是因为光的折射和全反射而形成的,是一种自然现象。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,称为海市蜃楼。

海市蜃楼常在海上、沙漠中产生,海市蜃楼是光线在延直线方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果。

海市蜃楼怎么来的

不知道大家在炎热的夏天,有没有看到过这样的一个现象:在不远的前方,路面上好像有一滩水,还映出了前车的倒影。但我们走过去一看,路面上其实根本就没有水。

你并没有出现幻觉,这是一种光的折射和全反射现象,通常称作海市蜃楼。

光的折射

为了理解这个现象,我们首先来解释一下光的折射。

我们初中就学过:光在不同界面间传播的时候,传播方向一般会发生变化。比如一束光从空气斜射入水中,会向下偏折。入射光线和法线的夹角称为入射角,折射光线与法线的夹角称为折射角。

人们发现:当光线在空气和水的界面中进行折射时,空气中的入射角总是比较大,水中的折射角总是比较小。

后来人们发现:出现折射现象的原因是光在两种介质中传播的速度不同。如果光在某种介质A中传播速度比其他介质B快,那么介质A对介质B就叫光疏介质,介质B对介质A就叫光密介质。比如,光在空气中的传播速度接近于真空中的速度,比水中光速要快,因此空气相对于水就是光疏介质,水相对于空气就是光密介质。折射时,光疏介质中的入射角大,光密介质中的折射角小。

荷兰物理学家惠更斯研究了光发生折射的原因。他借用机械波的观点解释了光折射的原因。

如图,一束平行光照射到两种介质的界面时,各条光线并不是同时到达界面的。下方的光线先到界面A点,上方光线此时只到达了B。随后,A就会在第二种介质中传播,而光线B继续在第一种介质中传播。由于在第二种介质中光的传播速度比较慢,当B光线传播到界面上的B0点时,光线A传播到A’点,并且AA’<BB0,这就造成了光线的偏折。宛如一辆汽车本来在柏油马路上走,右前轮突然进入了沙土地面,此时汽车的运动方向就会发生偏折一样。

全反射

如果光线从水中射入空气中,情况又是如何呢?此时,水中的角度就是入射角,空气中的角度就是折射角,但是空气中的角度还是大于水中的角度。如果增大水中的入射角,那么空气中的角度会变得更大。在某个时刻,空气中的折射角达到90度,此时就称为掠出射。如果继续增大入射角,那么折射光线无论向哪里都不合理了。此时会出现一种奇特的现象:折射光线消失,所有只有反射光线,这种现象就称为全反射。

全反射在生活中有很多应用,比如光导纤维,就是利用光线在内芯和外套之间反复全反射传播信号的。

海市蜃楼

现在我们就可以解释海市蜃楼了。

什么叫“蜃”呢?龙生九子,九子各不相同,其中有一个儿子就叫蜃,蜃喜欢吞云吐雾,它在海上把东西都吞到肚子里去,一会儿又吐出来,人们就可以看到有些东西浮在海平面上。这个实际上是一种光的折射现象。海市蜃楼在海洋和沙漠中都可以出现。

在海洋上,海水比热容更大,也就是说,在接受太阳照射时,海水不容易升温。在夏天强烈的太阳照射下,靠近海水的地方,空气温度比较低,密度较大,属于光密介质。高层空气温度较高,空气受热膨胀,密度较小,是光疏介质。光线从光密介质射向光疏介质,折射角变大,光线会趋于水平。假如海面上有一艘船,这艘船反射出的光线向上射,就会在各个不同的空气层之间发射折射,发生弯折。

如果在还没有发生全反射时,光线就进入了人眼。那么人眼就会以为物体在远方的高处,形成正立的蜃景。如果光线在传播过程中发生了全反射,人们逆着光线看去,就会看到倒立的蜃景。

沙漠中的海市蜃楼成因刚好与海洋上相反。沙子的比热容很小,所以靠近沙漠的地方空气温度比较高。空气受热膨胀,密度较小,是光疏介质。上层的空气距离沙子较远,温度相对较低,空气密度相对较大,也就形成了光密介质。光线从上向下照射时,从光密介质进入光疏介质,折射角变大。当折射角增大到一定程度,就会发生全反射而向上照射。

比如有一朵云彩飘在空中,它反射的光线经过折射和全反射被地面上的人观察到。大脑会认为光线依然是直线传播的,因此认为云彩在地下。云彩不会在地下,所以人们会认为地面上有一个可以反射光线的物质,那就是水,这就是沙漠中海市蜃楼的原理。由于沙漠中沙子的温度非常高,形成蜃景的光线在靠近沙子时一定会发生全反射,所以在沙漠中的海市蜃楼都是倒像。

炎热夏天的马路温度也非常高,形成的效果与沙漠相同。所以在靠近地面的位置,光线很容易发生全反射,映出车辆的倒影,就会让人们误以为地面上有水。下次再遇到这种现象,别再被你的眼睛欺骗了哦。

为什么会有海市蜃楼现象

海市蜃楼是一种大气光学现象,是由于大气折射率随着高度和温度的变化而引起的。一般来说,当地面热量较高、空气密度较低时,海市蜃楼现象就会出现。

具体来说,海市蜃楼现象是由于大气中某些物质的成分或者温度,使得光线在传播过程中发生了折射。从而导致人眼看到的物体与实际位置不同。这种现象通常会发生在海洋或湖泊等水域的上空。

海市蜃楼出现的简单原因

“海市蜃楼”的发生还与不同高度空气层的折射率有关,水汽含量是直接影响折射率的重要气象要素。同时,与气温、相对湿度突变也存在着一定关系。靠近海面的空气由于海水温度较低,且水蒸汽潮湿,因而折射率较大,而上方的空气因受日照影响温度较高。海面上空空气层的折射率是由下而上随高度逐渐减小,由于气象要素变化的不连续性,导致光在空气中折射率变化也呈现不连续性,光线穿过折射率大的空气层顶时,在晴朗、无风或微风的气象条件下,则容易形成全反射,从而产生“海市蜃楼”的奇观。

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