海市蜃楼是真正存在的吗（海市蜃楼到底是怎么回事）

说起海市蜃楼，古代传说中会将其视为神仙居所，其实这只是一种普通的光学现象，只不过由于成因太过苛刻，人们偶然才能遇到罢了。

在大海上，由于海水比较冷，因此接近海面的位置空气温度较低，密度较大；而随着海拔增高，空气温度升高，密度也逐渐减小，越来越稀薄。这就使得不同海拔的空气层折射率有所区别，海拔低的区域空气密度高、折射率大；海拔越高、空气密度越小，折射率越小。根据折射定律我们知道：

因此一个物体的光被空气层不断折射，入射到下一层空气的角度不断变大。当入射角度达到临界角°，满足全反射的条件时，则会发生全反射，使得向上传播的光最终改变方向，向下传播，到达人眼。这时蜃景在真实物体的上方，称为“上蜃景”。

此种现象也经常发生在夏季暴晒的公路上。由于此时蜃景出现在真实物体的下方，因此称为“下蜃景”。

上述两种情况下，由于光线传播过程中发生过一次反射，因此蜃景都是倒立的。但实际观察到的海市蜃楼有时是正像，又是怎么回事呢？这是因为地球是弯曲的，正常情况下人们无法看到地平线以下的物体。如上面所说，由于海面上的空气下冷上热，因此折射率下大上小，使得空气层将地平线以下的光线弯折到人的眼睛里，原本看不到的地平线以下的物体就被人看到了，这时光线并未发生反射，因此仍旧是正立的像，而且往往是放大的像。严格来说，这也是“上蜃景”的一种。

除了以上两种“上蜃景”和“下蜃景”之外，还有另外一种海市蜃楼的现象，称为“侧现蜃景”。例如耸立的悬崖或墙壁被太阳暴晒后，表面温度很高，因此越靠近崖壁或墙壁的空气层温度越高，密度越低，折射率越小；随着到崖壁或墙壁距离的增加，空气层温度逐渐降低，密度增大，折射率增大。与暴晒的沙漠类似，远方物体入射到崖壁或墙壁的光线被空气层不断弯折，最终发生全反射现象。此时仿佛崖壁或墙壁变成了一面垂直的镜子，因此此种海市蜃楼的现象称为“侧现蜃景”。

其实现实生活中的“蜃景”非常复杂，甚至有时我们会在地平线附近的一个窄带上同时观察到正立、倒立的像，称为“复杂蜃景”。这是由于空气中出现了一层温度突变的“逆温层”充当了光的波导，使得物体的像复杂多变。此种蜃景出现的气候条件非常苛刻，因此往往转瞬即逝。

可以看出，虽然根据蜃景情形的不同，将海市蜃楼现象分为多种，但其成因归根究底都是由于温度不均导致空气密度不均匀导致的。