Ⅰ 海市蜃樓如何用物理的角度解釋
海市蜃樓形成條件
在平靜無風的海面航行或在海邊瞭望,往往會看到空中映現出遠方船舶、島嶼或城廓樓台的影像;在沙漠旅行的人有時也會突然發現,在遙遠的沙漠里有一片湖水,湖畔樹影搖曳,令人嚮往。可是當大風一起,這些景象突然消逝了。原來這是一種幻景,通稱海市蜃樓
夏季沙漠中烈日當頭,沙土被曬得灼熱,因沙土的比熱小,溫度上升極快,沙土附近的下層空氣溫度上升得很高,而上層空氣的溫度仍然很低,這樣就形成了氣溫的反常分布,由於熱脹冷縮,接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大,這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當遠處較高物體反射出來的光,從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射,其入射角逐漸增大,增大到等於臨界角時發生全反射,這時,人要是逆著反射光線看去,就會看到下蜃。
柏油馬路因路面顏色深,夏天在灼熱陽光下吸收能力強,同樣會在路面上空形成上層的空氣冷、密度大,而下層空氣熱、密度小的分布特徵,所以也會形成下蜃。
發生在沙漠里的「海市蜃樓」,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。 海市蜃樓是一種光學幻景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景,根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。
為什麼會產生這種現象呢?要解答這個問題,得先從光的折射談起。
當光線在同一密度的均勻介質內進行的時候,光的速度不變,它以直線的方向前進,可是當光線傾斜地由這一介質進入另一密度不同的介質時,光的速度就會發生改變,進行的方向也發生曲折,這種現象叫做折射。當你用一根直桿傾斜地插入水中時,可以看到桿在水下部分與它露在水上的部分好象折斷的一般,這就是光線折射所成的,有人曾利用裝置,使光線從水裡投射到水和空氣的交界面上,就可以看到光線在這個交界面上分兩部分:一部分反射到水裡,一部分折射到空氣中去。如果轉動水中的那面鏡子,使投向交界面的光線更傾斜一些,那麼光線在空氣中的折射現象就會顯得更厲害些。當投向交界面的光線如左下圖所示的情況時,光線就全部反射到水裡,再沒有折射到空氣中去的光線了。這樣的現象叫做全反射。
空氣本身並不是一個均勻的介質,在一般情況下,它的密度是隨高度的增大而遞減的,高度越高,密度越小。當光線穿過不同高度的空氣層時,總會引起一些折射,但這種折射現象在我們日常生活中已經習慣了,所以不覺得有什麼異樣。
在夏季,白晝海水濕度比較低,特別是有冷水流經過的海面,水溫更低,下層空氣受水溫更低,下層空氣受水溫影響,較上層空氣為冷,出現下冷上暖的反常現象(正常情況是下暖上涼,平均每升高100米,氣溫降低0.6℃ 左右)。下層空氣本來就因氣壓較高,密度較大,現在再加上氣溫又較上層為低,密度就顯得特別大,因此空氣層下密上稀的差別異常顯著。
假使在我們的東方地平線下有一艘輪船,一般情況下是看不到它的。如果由於這時空氣下密上稀的差異太大了,來自船舶的光線先由密的氣層逐漸折射進入稀的氣層,並在上層發生全反射,又折回到下層密的氣層中來;經過這樣彎曲的線路,最後投入我們的眼中,我們就能看到它的像。由於人的視覺總是感到物像是來自直線方向的,因此我們所看到的輪船映像比實物是抬高了許多,所以叫做上現蜃景。
Ⅱ 海市蜃樓屬於哪種物理現象
物理現象:折射
海市蜃樓又稱蜃景,是一種因光的折射而形成的自然現象,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。常分為上現、下現和側現海市蜃樓。
蜃景有兩個特點:一是在同一地點重復出現,比如美國的阿拉斯加上空經常會出現蜃景;二是出現的時間一致,比如我國蓬萊的蜃景大多出現在每年的5、6月份,俄羅斯齊姆連斯克附近蜃景往往是在春天出現,而美國阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以後的20天內出現。
Ⅲ 海市蜃樓屬於物理當中的什麼現象
平靜的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶爾會在空中或「地下」出現高大樓台、城廓、樹木等幻景,稱海市蜃樓。我國山東蓬萊海面上常出現這種幻景,古人歸因於蛟龍之屬的蜃,吐氣而成樓台城廓,因而得名。海市蜃樓是光線在鉛直方向密度不同的氣層中,經過折射造成的結果。常分為上現、下現和側現海市蜃樓。
我們來做個實驗:取一隻杯子,倒入大半杯水,放在太陽光下,再在杯中插入一根筷子。這是你看到水中的筷子和水面上的筷子象折段一樣。這是光線折射造成的;光在同一密度的空氣中行進時,光的速度不變,始終以直線的方向前進;但當光傾斜地由空氣進入水的時候,水的密度變了,光的速度就會發生改變,並使前進的方向發生曲折。
發生在沙漠里的「海市蜃樓」,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。
由於空氣傳熱性能差,在無風時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。
在海面或江面上,有時也會出現這種「海市蜃樓」的現象。
所以屬於折射現象
Ⅳ 海市蜃樓在物理學中是什麼現象
光的折射:
根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。
同樣的現象還有放在水中呈現彎折的筷子。
Ⅳ 海市蜃樓在物理方面的解釋
海市蜃樓是一種光學幻景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。
海市蜃樓簡稱蜃景,根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。
發生在沙漠里的「海市蜃樓」,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。
由於空氣傳熱性能差,在無風時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。
Ⅵ 海市蜃樓反應了光的什麼現象它成像原理究竟是啥
也許我們都在書中或電視上聽到過“海市蜃樓”這個詞。但很多人都無源親自看到,那麼它是怎麼形成的呢?
“海市蜃樓”是由遙遠物體折射形成的幻覺,在陸地或海上都能看到。它是由太陽使地面溫度升高時形成的溫度梯度引起的。由於密度不同,光會在溫度梯度的邊界處發生折射。我們的大腦認為光總是沿著直線傳播,但當它通過下面低溫、稠密的大氣層時,它會向下折射,因此在大腦中出現的遠處的高層建築會比它高。
以上就是關於“海市蜃樓”的成像原理,在現代來說,“海市蜃樓”仍然可以說是奇觀,更不要說是古人了。
Ⅶ 海市蜃樓在物理學方面解釋是怎樣形成的
海市蜃樓是一種光學幻景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景,根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。
發生在沙漠里的「海市蜃樓」,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。
由於空氣傳熱性能差,在無風時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。
Ⅷ 「海市蜃樓」屬於物理中的什麼現象
海市蜃樓
夏天,在平靜無風的海面上,向遠方望去,有時能看到山峰、船舶、樓台、亭閣、集市、廟宇等出現在遠方的空中.古人不明白產生這種景象的原因,對它作了不科學的解釋,認為是海中蛟龍(即蜃)吐出的氣結成的,因而叫做「海市蜃樓」,也叫蜃景.海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發生全反射而產生的.夏天,海面上的下層空氣,溫度比上層低,密度比上層大,折射率也比上層大.我們可以把海面上的空氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的.遠處的山峰、船舶、樓房、人等發出的光線射向空中時,由於不斷被折射,越來越偏離法線方向,進入上層空氣的入射角不斷增大,以致發生全反射,光線反射回地面,人們逆著光線看去,就會看到遠方的景物懸在空中.?
在沙漠里也會看到蜃景.太陽照到沙地上,接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小,折射率也小.從遠處物體射向地面的光線,進入折射率小的熱空氣層時被折射,入射角逐漸增大,也可能發生全反射,人們逆著反射光線看去,就會看到遠處物體的倒景,彷彿是從水面反射出來的一樣.沙漠里的行人常被這種景象所迷惑,以為前方有水源而奔向前去,但總是可望而不可及.?
在炎熱夏天的柏油馬路上,有時也能看到上述現象.貼近熱路面附近的空氣層同熱沙面附近的空氣層一樣,比上層穿空氣的折射率小.從遠處物體射向路面的光線,也可能發生全反射,從遠處看去,路面顯得格外明亮光滑,就像用水淋過一樣.
Ⅸ 「海市蜃樓」屬於物理中的什麼現象
折射
空氣由於溫度不同導緻密度不同,使得光線在之中產生折射而非直線傳播,才得到所見非所得的海市蜃樓
Ⅹ 海市蜃樓的物理原因是什麼
海市蜃樓
平靜的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶爾會在空中或「地下」出現高大樓台、城廓、樹木等幻景,稱海市蜃樓。我國山東蓬萊海面上常出現這種幻景,古人歸因於蛟龍之屬的蜃,吐氣而成樓台城廓,因而得名。
我們來做個實驗:取一隻杯子,倒入大半杯水,放在太陽光下,再在杯中插入一根筷子。這是你看到水中的筷子和水面上的筷子象折段一樣。這是光線折射造成的;光在同一密度的空氣中行進時,光的速度不變,始終以直線的方向前進;但當光傾斜地由空氣進入水的時候,水的密度變了,光的速度就會發生改變,並使前進的方向發生曲折。
發生在沙漠里的「海市蜃樓」,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。
由於空氣傳熱性能差,在無風時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。在海面或江面上,有時也會出現這種「海市蜃樓」的現象。
海市蜃樓的形成:海市蜃樓經常發生在沿海,在沙漠偶爾也可見到。人們可以看到房屋,人,山,森林等景物,並且可以運動,栩栩如生。有人認為是人間仙境。現在,人們把海市蜃樓說成是大氣折射的結果,把遠處的景物折射到近處來了。其實,這是現代科學解釋不了的一種自圓其說。
在三界之內,也有很多層物質空間。宗教中提到的九大層天,十八層地獄,如天人,鬼都是在不同空間。我們的人眼就看不到他們。
在我們的空間的人所能看到的光是在可見光范圍之內(400-700nm)。我們看到的物質是因為我們的眼睛可以接受其反射的可見光。在夜裡,物質發出的紅外線我們就接收不到。即使在可見光范圍之內,如果光過強或過弱,我們也不能看到。人眼是由我們這個空間的物質構成的,是由最大一層分子組成的最大一層粒子構成的,只適合看到一定能量范圍的光。
如果是分子組成的稍微小於最大一層粒子的那層空間粒子的時候,人眼就看不到了,更不要說由分子組成的更小粒子的空間了。對人來講,這些物質反射的光是不可見光。但是,這個空間的生命卻能接收到這層空間物質反射的光,並能看到這層空間的物質,因為組成他們眼睛的分子顆粒和人眼分子顆粒不同。
海市蜃樓是另外空間的真實體現。在物質的運動下,反映到我們這個空間里來了。一種海市蜃樓發生在海上。這里空氣濕度大,在一定范圍之內的空間空氣濕度比較大,另外厚度比較大,這樣大面積的水蒸汽在運動下陰差陽錯地就能形成一個巨大的透鏡系統。就象一個巨大的放大鏡和顯微鏡一樣,把微觀世界的另外空間的景象反映到我們的空間來了。人眼就能觀察到了。
另外,人們看到的海市蜃樓的景象有時是運動的,空間的物質就是運動的。在沙漠或其它地方,如果物質在運動下也能形成一個巨大的微觀觀測系統,人們就可以觀測到另外空間了,也就是人們所說的海市蜃樓。海市蜃樓也經常發生在雨後,這時的空氣濕度較大,也易形成透鏡系統。
當近地面的氣溫劇烈變化,會引起大氣密度很大的差異,遠方的景物,在光線傳播時發生異常折射和全反射,從而造成蜃景。我國山東蓬萊縣,常可見到渤海的廟島群島幻景,素有「海市蜃樓」之稱。
海市蜃樓是近地面層氣溫變化大,空氣密度隨高度強烈變化,光線在鉛直方向密度不同的氣層中,經過折射進入觀測者眼簾造成的結果。常分為上現、下現和側現海市蜃樓。其實,宇航員在太空旅行過程中看到被放大的地球景物,這種現象有時也被稱為海市蜃樓!