8.16 幾種“海市蜃樓”
大家一定都知道海市蜃樓這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生原因。在沙漠里沙地受到炎熱太陽(yáng)的曬炙，接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小，這就使它有了跟鏡子一樣的作用。從很遠(yuǎn)的物體射來(lái)的傾斜光線，在射到這些空氣層之后，會(huì)把行進(jìn)的路線曲折起來(lái)，使得它射到地面以后會(huì)再?gòu)牡孛嬲凵湎蛏希涞接^察的人的眼里，就好象用極大的入射角從鏡面反射出來(lái)的情形一般。觀察的人因此就好象看到在他面前的沙漠里展開(kāi)了一片水面，反映著岸邊的景物。
說(shuō)得更正確些，我們應(yīng)該說(shuō)靠近炙熱沙面的熱空氣層，反射光線的情形不是象鏡子，而是更象從水底望去的水面。在這里，產(chǎn)生的不是普通的反射，而是物理學(xué)上叫做“全反射”的那種。要得到全反射，應(yīng)該使光線極斜地射進(jìn)這層空氣層——要比圖107所畫的斜得多；否則入射角就不會(huì)超過(guò)“臨界角”，因此就不可能得到全反射。
順便讓我們提出這個(gè)理論里容易使人誤會(huì)的一點(diǎn)：照方才所說(shuō)的那個(gè)解釋，密度比較大的空氣層應(yīng)該在密度比較小的空氣層之上。但是我們同時(shí)知道，密度比較大的也就是比較重的空氣總要向下落，把它底下密度比較小的空氣擠到上面去。那么，又怎么能夠使密度比較大的空氣層留在上面，來(lái)造成海市蜃樓的現(xiàn)象呢？
答案非常簡(jiǎn)單，我們要密度比較大的空氣層在上面，雖然在穩(wěn)定的空氣里是不會(huì)有的，但是在流動(dòng)的空氣里卻是可能的。給地面炙熱的空氣固然不會(huì)停留在地面上，它要不斷地向上升起，但是立刻就有一層空氣來(lái)補(bǔ)空，這一層空氣接著也受到炙熱，就又變成了熱空氣。這樣不斷的替換著，在炙熱的沙面上就總會(huì)有一層密度比較小的空氣層，——雖然不是老是那一層，但是這對(duì)于光線的行進(jìn)是無(wú)所謂的。
我們方才談的這種海市蜃樓，人們很早就已經(jīng)知道了。這種海市蜃樓在現(xiàn)代的氣象學(xué)上叫做“下現(xiàn)蜃景”（另外還有“上現(xiàn)蜃景”是由上層空氣稀薄發(fā)生反射作用造成的）。許多人認(rèn)為這種古人早已知道的海市蜃樓只能夠在南方沙漠里的炎熱空氣里出現(xiàn)，在北方是絕對(duì)不會(huì)有的。但是事實(shí)上下現(xiàn)蜃景也時(shí)常會(huì)在我們這里發(fā)現(xiàn)。這種現(xiàn)象特別在夏天的柏油馬路上時(shí)常有發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@些路面的顏色比較深，所以受到太陽(yáng)光的強(qiáng)烈炙熱。這樣一來(lái)，粗糙的路面看過(guò)去竟會(huì)象淋過(guò)水般的光滑，會(huì)反映出很遠(yuǎn)的物體。這種“海市蜃樓”的光線行進(jìn)路徑象圖108所示。只要你能夠留心些，這種現(xiàn)象是時(shí)常可以看到的，并不象你想象的那樣難得。
還有一種，是側(cè)面的海市蜃樓就叫做“側(cè)現(xiàn)蜃景”，這種海市蜃樓的存在，一般人恐怕連想都沒(méi)有想到。其實(shí)這就是豎直的墻壁給炙熱以后的反射現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象曾經(jīng)有一位作家寫出來(lái)過(guò)。這位作家在走近一個(gè)炮臺(tái)堡壘的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)堡壘的混凝土墻壁突然亮了起來(lái)，跟鏡子一樣反映出四周的景物、地面和天空。再走了幾步，他又在堡壘的另外一堵墻壁上發(fā)現(xiàn)了同樣情形，就仿佛那灰色不平的墻壁突然變成了打磨得十分光滑似的。原來(lái)那一天天氣非常熱，墻壁給炙得滾燙——這就是這個(gè)謎的解答。圖109表示堡壘兩堵墻壁（F和F′）的位置和觀察的人的位置（A和A′）。原來(lái)墻壁給太陽(yáng)炙得相當(dāng)熱，也會(huì)使你看到海市蜃樓的。這個(gè)現(xiàn)象并且能夠用照相機(jī)拍攝出來(lái)。
圖110表示堡壘的墻壁F，起先是粗糙不平的（左），后來(lái)亮了起來(lái)（右），就象鏡子一樣（這是從A點(diǎn)拍攝的）。左面的照片上是一堵普通的灰色混凝土墻壁，那里自然沒(méi)有反射現(xiàn)象發(fā)生，不可能把附近的兩個(gè)人形反映出來(lái)。右面那幅照片呢，表示的仍舊是方才那堵墻壁，只是它的大部分已經(jīng)起了鏡面的作用，因此立得比較近的那一個(gè)人在墻壁上就反映出他的像來(lái)了。當(dāng)然，反射光線的并不是墻壁本身，而只是貼近它的炙熱的空氣層。
在夏天極熱的日子，你不妨?xí)r常去留意大建筑物的給炙得很熱的墻壁，看看有沒(méi)有這種海市蜃樓發(fā)生。無(wú)疑的，如果經(jīng)常這樣留心去觀察，發(fā)現(xiàn)這種海市蜃樓的機(jī)會(huì)是一定會(huì)很多的。
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