海市蜃楼原理,请解释一下海市蜃楼的原理

大学介绍更新时间:2024-02-18 07:11:12作者:高三网关注度:

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“海市蜃楼”是如何形成的?4vz高三网

请解释一下海市蜃楼的原理4vz高三网

海市蜃楼是怎么产生的?4vz高三网

海市蜃楼是指一种光学现象,是由于空气层密度的变化所引起的。当大气中的温度和湿度发生变化时,空气层密度也会发生变化,从而导致光线的折射和反射。当光线在不同密度的空气层中传播时,会发生折射和反射,使得远处的物体看起来像是在水面或地面上方浮现,形成了海市蜃楼的效果。这种现象通常出现在海面或沙漠等地形较平坦的地区,但也可以出现在城市中高楼大厦的玻璃幕墙上。"

“海市蜃楼”是如何形成的?

“海市蜃楼”的产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度。4vz高三网

由于密度不同,光线会在气温梯度分界处产生折射现象。4vz高三网

,在晴朗、无风或微风的气象条件下,则容易形成全反射,从而产生“海市蜃楼”的奇观。4vz高三网

“海市蜃楼”经常发生在海上,因为海上一定范围之内的空间空气湿度较大,厚度也比较大,这样大面积的水蒸汽在运动下阴差阳错地形成了一个巨大的透镜系统。4vz高三网

当近地面的气温剧烈变化时,则会引起大气密度的巨大差异,远方的景物,在光线传播时则会发生异常折射和全反射,从而造成蜃景。4vz高三网

“海市蜃楼”的形成与天气形势、气象条件、地理位置、地球物理等有密切联系。4vz高三网

当海市蜃楼出现时,气象会发生明显变化。4vz高三网

根据资料分析, “海市蜃楼”出现的前一天都出现了明显的降水、降温天气,气温普遍比之前一天明显偏低。4vz高三网

另外,“海市蜃楼”的发生还与不同高度空气层的折射率有关,水汽含量是直接影响折射率的重要气象要素。4vz高三网

同时,与气温、相对湿度突变也存在着一定关系。4vz高三网

靠近海面的空气由于海水温度较低,且水蒸汽潮湿,因而折射率较大,而上方的空气因受日照影响温度较高。4vz高三网

海面上空空气层的折射率是由下而上随高度逐渐减小,由于气象要素变化的不连续性,导致光在空气中折射率变化也呈现不连续性,光线穿过折射率大的空气层顶时,在晴朗、无风或微风的气象条件下,则容易形成全反射,从而产生“海市蜃楼”的奇观。4vz高三网

请解释一下海市蜃楼的原理

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当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,它以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。4vz高三网

当你用一根直杆倾斜地插入水中时,可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好象折断的一般,这就是光线折射所成的,有人曾利用装置,使光线从水里投射到水和空气的交界面上,就可以看到光线在这个交界面上分两部分:一部分反射到水里,一部分折射到空气中去。4vz高三网

如果转动水中的那面镜子,使投向交界面的光线更倾斜一些,那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。4vz高三网

当投向交界面的光线如左下图所示的情况时,光线就全部反射到水里,再没有折射到空气中去的光线了。4vz高三网

这样的现象叫做全反射。4vz高三网

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空气本身并不是一个均匀的介质,在一般情况下,它的密度是随高度的增大而递减的,高度越高,密度越小。4vz高三网

当光线穿过不同高度的空气层时,总会引起一些折射,但这种折射现象在我们日常生活中已经习惯了,所以不觉得有什么异样。4vz高三网

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可是当空气温度在垂直变化的反常,并会导致与通常不同的折射和全反射,这就会产生海市蜃楼的现象。4vz高三网

由于空气密度反常的具体情况不同,海市蜃楼出现的型式也不同。4vz高三网

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在夏季,白昼海水湿度比较低,特别是有冷水流经过的海面,水温更低,下层空气受水温更低,下层空气受水温影响,较上层空气为冷,出现下冷上暧的反常现象(正常情况是下暧上凉,平均每隔100米高度,气温降低0.5~0.6 左右)。4vz高三网

下层空气本来就因气压较高,密度较大,现在再加上气温又较上层为低,密度就显得特别大,因此空气层下密上稀的差别异常显著。4vz高三网

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假使在我们的东方地平线下有一艘轮船,一般情况下是看不到它的。4vz高三网

如果由于这时空气下密上稀的差异太大了,来自船舶的光线先由密度的气层逐渐折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密的气层中来;经过这样弯曲的线路,最后投入我们的眼中,我们就能看到它的像。4vz高三网

由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多,所以叫做上现蜃景。4vz高三网

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我国渤海中有个庙岛群岛,在夏季,白昼海水温度较低,空气密度会出现显著地下密上稀的差异,在渤海南岸的蓬莱县(古时又叫登州),常可看到庙岛群岛的幻影。4vz高三网

宋朝时候的沈括,在他的名蓍《梦溪笔谈》里就有这样的记载: 4vz高三网

“登州海中时有云气,如宫室台观,城堞人物,车马冠盖,历历可睹。4vz高三网

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这就是他在蓬莱所看到的上现蜃景。4vz高三网

1933年5月22日上午11点多钟,青岛前海(胶州湾外口)竹岔岛上也曾发现过上现蜃景,一时轰传全市,很多人前往观看。4vz高三网

1975年在广东省附近的海面上,曾出现一次延续6小时的上现蜃景。4vz高三网

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不但夏季在海面上可以看到上现蜃景,在江面有晨也可看到,例如1934年8月2日在南通附近的江面上就现过。4vz高三网

那天酷日当空,天气特别热,午后,突然发现长江上空映现出楼台城廓和树木房屋,全部蜃景长20多里。4vz高三网

约半小时后,向东移动,突然消逝。4vz高三网

后又出现三山,高耸入云,中间一山,很象香炉;又隔了半小时,才全部消失。4vz高三网

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在沙漠里,白天沙石被太阳晒得灼热,接近沙层的气温升高极快。4vz高三网

由于空气不善于传热,所以在无风的时候,空气上下层间的热量交换极小,遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著,并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象。4vz高三网

在这种情况下,如果前方有一棵树,它生长在比较湿润的一块地方,这时由树梢倾斜向下投射的光线,因为是由密度大的空气层进入密度小的空气层,会发生折射。4vz高三网

折射光线到了贴近地面热而稀的空气层时,就发生全反射,光线又由近地面密度小的气层反射回到上面较密的气层中来。4vz高三网

这样,经过一条向下向下凹陷的弯曲光线,把树的影像送到人的眼中,就出现了一棵树的倒影。4vz高三网

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由于倒影位于实物的下面,所以又叫下现蜃景。4vz高三网

这种倒影很容易给予人们以水边树影的幻觉,以为远处一定是一个湖。4vz高三网

凡是曾在沙漠旅行过的人,大都有类似的经历。4vz高三网

拍摄影片《登上希夏邦马峰》的一位摄影师,行走在一片广阔的干枯草原上时,也曾看见这样一个下现蜃景,他朝蜃景的方向跑去,想汲水煮饭。4vz高三网

等他跑到那里一看,什么水源也没有,才发现是上了蜃景的当。4vz高三网

这是因为干枯的草和沙子一样,可以被烈日晒得热浪滚滚,使空气层的密度从下至上逐渐增大,因而产生下现蜃景。4vz高三网

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无论哪一种海市蜃楼,只能在无风或风力极微弱的天气条件下出现。4vz高三网

当大风一起,引起了上下层空气的搅动混合,上下层空气密度的差异减小了,光线没有什么异常折射和全反射,那么所有的幻景就立刻消逝了。4vz高三网

海市蜃楼是怎么产生的?

  海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。4vz高三网

海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。4vz高三网

也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。4vz高三网

蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。4vz高三网

气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件

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