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大氣的折射造成海市蜃樓
海市蜃樓是一種光學幻景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景,根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因地面上的暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,光行經熱空氣層(密度小)的速度較冷空氣層(密度大)快,因此從遠處物體發出的光線,經過空氣層間的折射和底層的反射後,不是沿直線進入我們的眼睛,而是如圖中所示的曲線使我們以為是從路面下的倒影所發出。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分佈是大多數蜃景形成的氣象條件。
史書記載
《史記·封禪書》:「自威、宣、燕昭,使人入海求蓬萊、方丈、瀛洲。此三神山者,其傳在勃海中,去人不遠,患且至,則船風引而去。蓋嘗有至者,諸仙人及不死之藥在焉,其物禽獸盡白,而黃金白銀為宮闕。未至,望之如雲;及到,三神山反居水下;臨之,風輒引去,終莫能至。」
宋朝沈括在《夢溪筆談》中這樣寫道:「登州海中,時有雲氣,如宮室、台觀、城堞、人物、車馬、冠蓋,歷歷可見,謂之「海市」。或日「蛟蜃之氣所為」,疑不然也。歐陽文忠曾出使河朔,過高唐縣,驛捨中夜有鬼神自空中過,車馬人畜之聲一一可辨,其說甚詳,此不具紀。問本處父老,云:『二十年前嘗晝過縣,亦歷歷見人物。』土人亦謂之「海市,」與登州所見大略相類也。」
南宋遺民人林景熙的〈蜃說〉,全文一百多字,是描寫海市蜃樓最好的一篇散文。
明朝陸容《菽園雜記》:「蜃氣樓台之說,出天官書,其來遠矣。或以蜃為大蛤,月令所謂雉入大海為蜃是也。或以為蛇所化。海中此物固多有之。然海濱之地,未嘗見有樓台之狀。惟登州海市,世傳道之,疑以為蜃氣所致。蘇長公海市詩序謂其嘗出於春夏,歲晚不復見,公禱於海神之廟,明日見焉。是又以為可禱,則非蜃氣矣。」
清劉獻廷《廣陽雜記》:「萊陽董樵雲:登州海市,不止幻樓台殿閣之形,一日見戰艦百餘,旌仗森然,且有金鼓聲。頃之,脫入水。又雲,崇禎三年,樵赴登州,知府肖魚小試,適門吏報海市。蓋其俗,遇海市必擊鼓報官也。肖率諸童子往觀,見北門外長山忽穴其中,如城門然。水自內出,頃之上沸,斷山為二。自辰至午始復故。又雲,涉海者雲,嘗從海中望岸上,亦有樓觀人物,如岸上所見者。」
蒲松齡〈山市〉:奐山山市「高超睥睨,連亙六七里,居然城郭」(《聊齋志異》卷十四)也是一種海市蜃樓的記載。
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高速公路上的海市蜃樓
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海市蜃樓現象中,有一部份的樹像消失在地平線之上
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太陽升起的瞬間,海平面出現劇烈的光線折射
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太陽升起時,海平面出現海市蜃樓現象
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猶他州大鹽湖的海市蜃樓
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鳥山石燕的《今昔百鬼拾遺》插圖