海市蜃樓的奇觀,在生活中可以說它常見吧,但它也挺很難見,說不常見吧,它其實也不難尋。
而對於一些長期居住在海邊的人,就應該是對於海市蜃樓的奇景見慣不怪了。海市蜃樓出現時,會在這一景象的上方,出現一些漂浮著的朦朦朧朧的圖像。
這些圖像不是我們人眼中可見的實景,它會隨時變化,而依據就是空氣環境和大氣流動。一旦以上因素出現變化,圖像也會作出相應的改變,變化多彩,如夢如畫,令人感到非常奇異。
所以很多人在親身體驗過海市蜃樓的奇觀後,想換另外一種方式來進行觀賞。
有的人想到了通過望遠鏡來觀察。但很多人不禁發出這樣的疑問:用望遠鏡觀察真的能行嗎?與肉眼觀察有什麼不同?通過望遠鏡觀察能看到更多關於海市蜃樓的細節嗎?
關於海市蜃樓出現的原因,學過物理的人都知道,那並不是實景,它其實是一種由光的折射所產生的一種景象。
因為光線如果存在於同一均勻的介質中,那它的傳播速度和方向就不會發生改變。
但當光線在不同的密度的介質中傳播時,那就截然相反,速度和方向都會發生變化。物理學稱這種光學現象稱為折射。
折射現象在生活中很常見。例如,當你將筷子放進一個盛滿水的杯子裡,在我們看起來,筷子居然變得彎曲了。
這是因為水和空氣的密度不同,而且空氣的密度更大的緣故。導致光線穿過這兩種介質時,所產生的角度不同,在空氣中的入射角會比在水裡的折射角要大,引起光線向法線方向的傾斜。
因為空氣的介質密度與生活中一些常見的介質相比,還是相差較大的,所以一旦光線進入空氣,再進入到其它的介質,又或者是經過其它介質進入空氣時,光的折射現象就會產生。我們也就能更明顯地觀察到。
空氣作為一種介質,它本身並不是特別的均勻。一般情況下會受到地球重力的影響,導致它的密度在越靠近地面的時候變得越大。而且與高度也有關係,呈現高度越高,密度越小的規律。
而且在日常生活中。當太陽光線從大氣層的外圍中發散出來,在射向地球的過程中,都會產生一定的折射,只是折射程度有時候大,有時候少的問題。
而我們之所以會忽略這種折射現象,或是沒能感受到它的明顯觀感變化,可能我們早就已經習以為常了,所以對這種現象也不會太過關注。
然而,大自然中的每一種現象都會時不時地給我們人類帶來一些驚喜,當然空氣也不會例外。
當在垂直或者水平方向上,空氣的溫度發生特別明顯的異常時,一種與平常全新的光線折射和全反射現象,就會在此時產生。而海市蜃樓奇觀,正是這種原理的產物。
海市蜃樓可以根據空氣溫度和密度,這兩種因素在不同方向的奇怪表現,分為以下幾種情況:
首先,第一種情形是上現唇景。夏季的海邊區域,是這種景象發生的最頻繁的時間和地點。
原理是在這個季節,海域同時存在空氣的劇烈對流和海洋冷流,導致了其上層溫度比下層空氣溫度明顯偏高,因為氣溫的不同,上下空氣層的密度也不同,而且下層密度明顯要大一些。
所以當光線穿過密度不同,且是上稀下密的特特徵的空氣層時,類似在水杯中筷子看起來是彎曲的光學現象,就很再一次呈現。
而這會導致由反射光線構成的景象,從人眼看來。就會比實際情況的實物高出很多,而且它的像是正立的。
如果從實際情況出發,這種由實物所真正反射的關係沒有能被肉眼所看到。正因為如此,映像在空中的海市蜃樓奇觀,才會被我們所看到。
其次,第二種情況是下現蜃景。沙漠地區是這種景象發生的高頻區。
這是因為在沙漠裡,沙子因為受熱會導致自身氣溫迅速升高,而空氣是不易受熱的,屬於熱的不良導體。沙漠裡空氣對流也很差,導致在垂直方向上經常出現空氣下熱上冷的現象。
也會出現了上層空氣密度大、下層空氣密度較小的,由此也會產生折射角大小差異。而且這種下現蜃景的景象,其實是通過光線折射所形成的一個倒立的景象。
最後一種情形是側現蜃景。聳立的山體旁,是它經常發生的地點。它發生的原理與第二種下現蜃景一致,但是遭太陽暴曬而導致升溫的不再是沙粒,而變成了山體垂直的表面。
由於山體表面遭太陽照射時間長,導致附近空氣溫度升高而密度變小,由此太陽光線產生一系列折射現象。導致在山體側面,形成了一個實物映像。
總的來說,無論還是蜃樓的表現形式是以上哪三種,其原理無非就是因為空氣密度的不同,所導致的這一種的非常特殊的光學現象。
這種光學現象出現的情況也是比較複雜的,它存在於比較穩定的大氣結構中,
換句話說,就是無風力作用,同時風力作用十分微弱的環境下。如果是風力非常大的環境,會導致空氣密度差變小,就不會再產生海市蜃樓的奇觀。
用望遠鏡看海市蜃樓,能看到什麼?結果有點意外,那就是與肉眼看相差不大。
大家所擔心的用望遠鏡看海市蜃樓會不會效果不好的問題,答案是並不會,效果與人眼相比差不了多少。因為望遠鏡的原理與人眼構造相似,聚焦過後就會出現一個放大的、呈正立的虛像。
望遠鏡的效果會受焦距和目標物體的光線強度的影響,如果兩者都結合得非常好。那麼使用望遠鏡觀賞海市蜃樓,效果還會更好,因為它看到的畫面會比人的眼睛所看到的,會更大更豐富。
但有一點我們要明確,焦距和目標物體光線這兩種因素並不容易調節,所以如果想不花功夫就能欣賞到最好的海市蜃樓奇觀,還是老老實實親自到附近看吧。
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