为什么有时候开车看很远的路面上就像是有水,过去后发现是干的路面。这是什么物理现象?

2022-09-30
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那就是海市蜃楼。

柏油路面在晴天尤其是夏天的晴天,由于上空空气受热不均匀,对光的折射率不同,最终在某一空气界面上发生了光的反射,形成像镜子或者水潭一样的景象。

海市蜃楼指的是一类由大气变化形成的景象,不单单指映照在空中的庙宇楼阁等建筑物,沙漠中远处的水潭、柏油路面上的水潭,都是相同机理形成的景象。

光在不同的介质中传播的时候首受到的折射不同,这种现象利用激光笔和一块立方体玻璃就能重现,当入射角度恰当的时候,入射光会在玻璃块内表面某处发生全反射,将激光的大部分能量反射出来。

阳光可以对地面加热,地面又通过辐射向外散热,辐射散热有距离的影响,离得越近受热越明显,因此在柏油路面上最接近地面的空气更热,受热膨胀,那里的空气就更稀薄,由于受热不均,越往上空气密度就稍大一些,之所以形成底部密度小上部密度稍大的空气构造是由于是由于底部空气膨胀上升形成的升力,而且下部空气周围的气体不断地向低压区域补充,形成小的环流。

由于空气密度范曾,光入射的时候也会发生类似于玻璃块中的反射现象,在远处看起来就像镜子或者水潭,也就是蜃景。

同时也由于空气的扰动,夏季看到的这种景象也隐隐约约在抖动,和建筑物的海市蜃楼等“飘渺”的景象类似。

空气受热导致景象的“扭曲、扰动”还见于透过烟囱等较热源看到的景象,也是类似的原理,热源上部的空气受热不均加上扰动,从另一侧透过的光的折射角度就不断地变化,最终使透过来景象有点扰动。

海市蜃楼的范围通常更广泛一些,不过原理也是一样的,只是由于范围很大,现代人类在实验室内不能重现,但是类似于马路上的蜃景在实验室内却可以人为制造,使人的虚影投射在另一个角度上,因为那种蜃景的范围毕竟要小得多,实验室的面积可以满足,此外,路面上的空气下部较稀薄,大气环境中的海市蜃楼常发生于海面之上,海面上空下部空气较为稠密,上部空气较稀薄,因此呈现的海市蜃楼的角度就不同,路面上的是倒的景物,空中的是正向的景物。

(上两图分别为8月4号洪泽湖一代发生的海市蜃楼和网友找到的原景图,而下图的广场就在洪泽湖附近)光构成了我们看到这个世界的基础,没有光反射进眼睛就没有景象,因此海市蜃楼必然是光学现象,而光在时间上和空间上会不断被吸收和消散,所以大气中的光学现象的反光的光源一般就在距离不是很远的地方,现实中发生的一些海市蜃楼的景物在周围都能找到,只不过此类景象的原理已经,每发生一次海市蜃楼就去找原景实在没什么必要,也就造成了一些海市蜃楼“找不到现实中对应的原景”。

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小草

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