“海市蜃楼”不是幻觉，而是真实的光学魔术

当我们听到“海市蜃楼”，总会联想到沙漠旅人看到远方有绿洲，或者海上的船员看到空中浮现出船只的幻影。很多人认为这只是因为“渴疯了”而产生的幻觉，但其实不然，它是一种有严谨物理学解释的大气光学现象。

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1. 核心原理：光的折射

光是走直线的，但当它穿过密度不同的介质时，速度会改变，进而发生折射（就像筷子插进水里看起来变弯了一样）。

空气并不是密度均匀的介质。它的密度受温度和压力影响很大。温度越高，空气密度越小。

2. 两种主要的类型

海市蜃楼主要分为两种，原理正好相反：

类型一：上现蜃楼

· 发生场景： 寒冷的海面、冰原、或刚下过雨的凉爽路面。
· 形成过程：
1. 靠近地表的空气层温度低、密度大。
2. 上方的空气层温度相对较高、密度小。
3. 光线从密度大（冷）的空气层射向密度小（热）的空气层时，会不断向密度大的一方偏折（折射）。
4. 最终，来自远处物体（如船只）的光线会发生剧烈的弯曲，其传播路径变成一个朝向地面的曲线。
· 你看到了什么： 观察者沿着光线弯曲的路径看过去，会觉得物体（比如一艘船）漂浮在空中，或者物体的上方出现了它的倒影。因为这种现象通常出现在真实物体的上方，所以叫“上现蜃楼”。它常在北极地区出现。

类型二：下现蜃楼

· 发生场景： 炎热的沙漠、被晒得滚烫的柏油马路。
· 形成过程：
1. 靠近地表的空气被晒得温度极高，密度非常小。
2. 上方的空气层温度相对较低，密度大。
3. 光线从密度大（冷）的空气层射向密度小（热）的空气层时，会发生剧烈的折射，向上弯曲。
4. 最终，来自天空的光线弯曲到看起来像是来自地面。
· 你看到了什么： 观察者会看到远处的地面上出现了一片像水一样的“镜面”，倒映着天空或远处的景物。你开车时看到的“前方路面有水”就是这个原理。因为这种幻象出现在真实景物（天空）的下方，所以叫“下现蜃楼”。沙漠中的“绿洲”其实就是远处棕榈树等景物，其光线经过扭曲后，看起来像是出现在了前方的地面上。

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一个简单的比喻

把大气想象成许多层叠在一起的、密度不同的玻璃。

· 上现蜃楼就像光线从下层厚的玻璃（冷空气）射向上层薄的玻璃（热空气），不断向下偏折。
· 下现蜃楼则像光线从上层厚的玻璃（冷空气）射向下层薄的玻璃（热空气），不断向上偏折。

总结

海市蜃楼不是大脑的幻觉，而是真实光线在经过温度不均的大气时，发生的连续折射（有时伴随全反射）现象。你看到的“幻影”其实是另一个地方真实物体的光线，只是被大气这个“巨型透镜”扭曲了路径，让你产生了误判。