下蜃景是什么 蜃景形成的原理
导语:在日常生活中,我们在夏天炎热的高速公路上,会常常看到下蜃景的现象。小编有些朋友不清楚下蜃景的相关知识,那么,今天小编就来介绍下,下蜃景是什么?蜃景形成的原理?以下内容由小编为大家精心准备,看完就清楚了,还可以分享给小伙伴哦。
下蜃景是什么
下蜃景
下蜃景是是物体的映像或幻景看上去好像由地面反射而来的。之所以称为“下”是因为看见的影像是在实际物体下方的缘故。真实的物体是蓝天或在这一方向的远方物体,意思是说我们看见的物体实际上是在远方地面被蓝色补缀的。对在沙漠中筋疲力竭的旅行者,它看起来像是湖水;在柏油路的道路上,它看似满溢的水或甚致是油。这被称为“沙漠蜃景”或“高速路蜃景”。在阳光的曝晒下砂和柏油都会变得很热,很容易就会比上方1米的空气热上10℃,而足以形成蜃景。
来自远方特定距离物体的光线全都穿越几乎相同的空气层,并且全部都有相同的偏折量。因此来自物体顶端的光现将比那些来自底部的光线更低,所以这些蜃景经常是倒立的,天空增强了影像的错觉,使得远方物体的影象很像经过扰动的水或油坑表面作用的镜像。
蜃景有两个特点:一是在同一地点重复出现,比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一致,比如我国蓬莱的蜃景大多出现于每年的5、6月份,俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现,而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。
蜃景
下蜃景的特点
下蜃景的影象是不稳定的。热空气上升和冷空气(因为密度较高)下降,因此空气层会混合,引起上升的湍流,图象会因此而被扭曲。它也可能会振动、垂直扩展(高耸)或横向扩展(水平变宽)。如果有几层不同的温度层,可能会混核好几个蜃景,导致双(重叠)的影像。在任何情况下,蜃景的高度通常不会超过伴度(等同于月球或太阳的视直径),并且与实物相距只有几公里。
下现蜃景大都出现热季的沙漠上或冬季暖洋流的海上。在晴朗少云平静无风的天气里,阳光照射在干燥的沙土上,沙土的比热小,土温上升极快,这里几乎没有水分蒸发,土壤分子传热又极慢,热量集中在表层,所以接近土壤层的空气温度也上升的很快,但上层空气却仍然很凉。当近地层是强烈降温层时,气温随高度很快降低,空气密度随高度很快增加,而光线在气温随高度而降低的气层内传播时会向上屈折,远方地平线处的景物的光线,经折射后直入观测者眼帘,便出现了下现蜃景。
蜃景图片
光为什么会发生折射呢?
法国数学家“皮埃尔·德·费马”的解释最为巧妙,光在空气当中和水中的速度并不相同,一束光想要从空气当中的A点到达水中的B点,显然它可以选择很多条线路,但我们只看到了特定的一条线路,因为这条线路是用时最短的一条线路,换句话说为了达到以最短的时间从A点到B点,光才选择了折射,这就是“费马最小作用量原理”。
一旦用“费马原理”考虑折射,这里还有一件需要说明的事情,那就是对于光来说,某条用时最短的线路它会是一条曲线,比如说在密度不均匀的非均匀介质当中,光就会以曲线的形式进行传播。
举例说明:
一个装满清水的水缸,向里面加入白糖,此时水缸中的溶液就会处于密度不均匀的状态,然后用激光笔横向进行照射,就会出现光线弯曲现象。