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    力學STS篇
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    海市蜃樓是光的折射


    夏天,在平靜無風的海面上,向遠方望去,有時能看到山峰、船舶、樓臺、亭閣、集市、廟宇等出現在遠方的空中.古人不明白產生這種景象的原因,對它作了不科學的解釋,認為是海中蛟龍(即蜃)吐出的氣結成的,因而叫做“海市蜃樓”,也叫蜃景.海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發生全反射而產生的.夏天,海面上的下層空氣,溫度比上層低,密度比上層大,折射率也比上層大.我們可以把海面上的空氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的.遠處的山峰、船舶、樓房、人等發出的光線射向空中時,由于不斷被折射,越來越偏離法線方向,進入上層空氣的入射角不斷增大,以致發生全反射,光線反射回地面,人們逆著光線看去,就會看到遠方的景物懸在空中.   在沙漠里也會看到蜃景.太陽照到沙地上,接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小,折射率也小.從遠處物體射向地面的光線,進入折射率小的熱空氣層時被折射,入射角逐漸增大,也可能發生全反射,人們逆著反射光線看去,就會看到遠處物體的倒景,仿佛是從水面反射出來的一樣.沙漠里的行人常被這種景象所迷惑,以為前方有水源而奔向前去,但總是可望而不可及.   在炎熱夏天的柏油馬路上,有時也能看到上述現象.貼近熱路面附近的空氣層同熱沙面附近的空氣層一樣,比上層穿空氣的折射率小.從遠處物體射向路面的光線,也可能發生全反射,從遠處看去,路面顯得格外明亮光滑,就像用水淋過一樣.



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