海市蜃楼现象原因图解(海市蜃楼什么原理)

不知道大家在炎热的夏天有没有看到过这样的一个现象啊 就是说我们在马路上走 发现前面的车呢有一个倒影 好像路面上有一滩水一样 我们走过去一看 路面上其实根本没有水,这个实际上是一种光的折射和全反射现象 今天我们来研究一下 为了研究这个问题呢

1.光的折射

我们初中就学过光在不同界面进行传播的时候 传播方向会有变化,比如光从空气中斜射入水中此时传播方向会发生变化这个就称之为折射,其中垂直水面的这条线叫做法线 ,入射光线与法线的夹角就叫入射角 ,折射光线与法线的夹角就叫折射角。我们会发现空气中的入射角比较大水中的角好像比较小一样 我们把空气这样的介质叫做光疏介质,而水这样的介质叫做光密介质,光疏还是光密是一个相对的概念 它主要是跟光在两种戒指中传播的速度不同有关 而且我们通过折射的会发现这样一个现象 就是在光疏介质中入射角会比较大而在光密介质中折射角就比较小,这个就是折射时的一个规律

2.光的全反射

全反射这个现象是什么意思呢? 比如光从水中斜射入水中

如果我们让这个光线垂直界面从水中往空气中射 此时它的光线不会发生偏折而直接出来了然后还有一个反射如果我们此时增大这个入射角让光线斜过来你会发现呢 此时会有反射也会有折射过 而且折射角会比较大,为什么呢?这是因为空气是光疏介质,如果我们继续增大入射角,那么有可能就会让折射角达到90度这种情况下,如果我们继续增大入射角 你就会发现这个时候折射光线一点都没有了, 所以这种现象就称之为全反射现象。大家发现了吧全反射现象现有两个条件第一个条件的必须是从光密往光疏走这样一来折射角才比入射角大,第二个是入射角必须大于某一个值,这个值就使得折射光线为90度角时的入射角值。

这个问题实际上是一种海市蜃楼现象,什么叫蜃 ?大家知道吗? 蜃什么意思? 龙生九子,九子各不相同 其中有一个儿子就叫蜃,这个蜃喜欢干什么呢? 喜欢吞云吐雾,所以人们就说在海上这个蜃把这个东西那个东西都给吞到肚子里去了, 过一会高兴就吐出来了最后人们就看到东西浮在了海平面上, 这个实际上是一种光的折射现象。蜃楼现象在海洋上和沙漠中都可以出现,沙漠中的那种那种现象也可以叫“海市蜃楼”

海市蜃楼现象原因图解(海市蜃楼什么原理)(1)

海市蜃楼现象原因图解(海市蜃楼什么原理)(2)

一、沙漠中的“海市蜃楼”

我们都知道沙漠中的沙子非常烫,一般靠近沙漠的地方空气温度比较高,此时空气受热膨胀就比较稀疏就类似于光疏介质,那么上层没有靠近沙子的空气它的温度就相对较低空气的密度相对较大也就形成了光密介质,我们知道光线在传播过程中它的光疏介质角会比较大,光密介质角会比较小,所以如果有一朵云彩在空气当中它在发出光线时越往下传 这个光线就会越偏折而且越来越水平,水平的某一个程度,它的入射角特别大 而且又从光密往光疏走就有可能会发生全反射 于是我们看到的云彩就感觉到这种云彩好像在地上,而且大家注意这个像是倒立的,为什么会这样?是因为这里有一次反射。我们知道云彩是不会在地底下的 所以呢 我们就会认为地上没有云彩而是有一滩水反射了地上的云彩。真的有水吗?走过去一看 这没有水,这实际上是一种全外射现象 这就是沙漠中的海市蜃楼现象。

二、海洋中的“海市蜃楼”

在海洋上 海水是个大热熔,所以呢一般太阳光一照的时候海水靠近海水的地方它的温度会比较低,因为海水是大热熔它不容易升温,所以它的密度就比较大折射率也就比较大它就是光密介质。 高层空气它温度是高的因为太阳光一照高层空气温度高,所以空气膨胀就变成了光疏介质。假如有一个船在海面上行驶,这个船发射了光线,发射光线了之后他光线越往上走越光疏 越往上走角越大,所以他有可能走着走着他就发生了折射和全晚射现象 当我们观察到之后 我们以为这个船在空中,这就是所谓的海市蜃楼现象。

你会发现这个光线的弯折方向跟沙漠中正好是相反的那么大家还要注意一点沙市蜃楼一般是倒立的,海市蜃楼大部分是正立的,这是为什么呢? 对于这个问题有很多种解释啊 比如有一种解释是这么说的这个船发生全反射的位置不一样,所以这样一来 你看起来这个象就正立的,还有一种解释是在海洋上的海市蜃楼并没有发生全反射现象它只是发生了折射现象 所以看起来也是正立的。

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