U Guess 小獅子的部落格

大陸山東又出現了海市蜃樓的奇景，這次出現在海面上的是一排2層樓的房子。

山東沿海地區的民眾，4日上午都看到了這個海市蜃樓奇景，海平面上，出現了一排2層樓高的房子，還隱約可以看到紅色屋頂，跟白色牆壁。
不到幾分鐘，馬上又變成了一個建築工地，各種大型器具清楚可見，這個景象在海面上持續了大約30分鐘左右，而這也是山東從5月份以來，第4次出現海市蜃樓。

(圖)http://xwwl.chinajilin.com.cn/China/Today/74575.html

補充:

http://www.phy.cuhk.edu.hk/phyworld/iq/mirage/mirage.html

『蜃』是一種大蛤，古人以為這些幻像是海中的『蜃』吐出的花樣來捉弄人類的，才有這個名稱。海市蜃樓是一種反常的折射現象，它是光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播，經過折射造成的結果。

當我們將半截筷子插入水中時，筷子看起來就像是斷了，這是由於水和空氣的密度不同，使光線由一物質（如空氣）進入另一介質（如水）這兩種不同物質的時候，因為傳播速率改變，故光線發生偏折，但眼睛仍認為光線是直線前進的，因此眼睛看見的筷子和水中筷子實際的位置不同，於是筷子看起來就像是斷掉了。

 

海市蜃樓是甚麼？它是如何形成的？

圖一  在溫度隨高度變化的空氣中，光線因折射而走出彎曲的路徑。

圖二  光線由玻璃走到空氣時所產生的折射現象。注意入射角 i 比折射角 r 小。

圖三   當入射角 i 大於臨界角度 c 時，便產生全內反射。

圖四  海市蜃樓發生時，光線所走的路徑。

在沙漠中，迷路的人缺水缺糧，忽然看見了綠洲，但走近了卻發現原來只是海市蜃樓的幻像，空歡喜一場。這雖然是電影常用的橋段，但海市蜃樓是真有其事的，是大自然跟我們在玩光線的魔法。它的成因是光線在空氣中被折射，再加上全內反射的結果。

如果要明白海市蜃樓的成因，首先要明白為甚麼光線在空氣中會被折射。原來，不同溫度的空氣有不同的折射率，就好像許多不同的介質一樣。靠近地面的空氣較熱，折射率較低。我們可以把空氣想像為許多層的介質，而每一層的折射率都不同，越接近地面，折射率越低。因此光線在空氣中行走時，路線便如圖一所示。

另一方面，我們也要知道甚麼是全內反射。如果光線微微傾斜地從玻璃射進空氣，一部分的光線會被反射回去，另一部分就會被折射，從玻璃中走出來。由於玻璃的折射率較空氣高，所以折射角總是大於入射角 (圖二)。當入射角越來越大，被折射的光線便會越來貼近空氣與玻璃的界面，直至入射角大於臨界角度，光線便只會被反射，而不會折射出去。這個現像叫做全內反射 (圖三)。

圖四顯示海市蜃樓發生時，光線所走的路徑。假設有個綠洲，它在 A 點發出的光線被空氣折射，走一條彎彎的路徑。在 B 點，光線發生全內發射，使光線往上走。之後，光線再次被空氣折射，最後光線會進入站在 C 點那觀測者的眼睛，使他形成錯覺，誤以為綠洲很接近他呢！很久以前，人類便發現了全內反射，更把這個現象加以應用，例如光纖、單鏡反光照相機和雙筒望遠鏡都應用了全內反射的原理。