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。
《海市蜃楼现象不是虚像》
有人说海市蜃楼现象一一又称海蜃现象是一种生成虚像的光学现象，我不赞成这种说法。光学虚像是＿种镜像，我认为海蜃现象是一个地理位置上的实物的原发光线实现位置变换的特殊光学现象，形成的是实象，并不是镜像。
第一，海蜃现象的实质是物象位置的变换。即实景地部分实物的物象在同一基础平面上的另一位置一一蜃景地显现出来。第二，实、蜃两景地距离很近，且形成一种类纺锤体结构。连接两地的是一个叫光学走廊的筒状环境。而且实、蜃两景地与光学走廊里的光线全部处于漫反射转折射的临界状态。第三，实、蜃两景地应当具有相近的气象条件，风和曰丽，万里无云。第四，蜃景地的地理条件：处于沙漠、海面或江面等开阔地。
海蜃现象的生成机制是：实景地部分光线处于漫反射状态，转成折射光线穿过光学走廊，到达蜃景地再恢复成漫反射状态，被蜃景地周围的人们用眼球接受，于是看到了蜃景，实际是实景地的实景。
咸阳人
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