探索宇宙

海市蜃樓

明麗莊重的太陽其實還有活潑好玩的一麵,前提條件是,隻要存在適合太陽玩兒的大氣條件。

讓我們再欣賞幾幅太陽的“另類”姿態。懸掛在地平線上的太陽,突然開始改換形態——它那圓圓的形體變成了扁圓、三角形,還有蘑菇狀、雞蛋狀。太陽的妝容也在變化著——最為明顯的是紅色和橙紅色,民間說法是“日落胭脂紅”。不僅如此,太陽還可以在原地跳躍、抖動,忽而升起,忽而落下,就像的士高舞者。

說穿了,所有這一切,都是海市蜃樓,是大氣層這位“魔術師”拿捏的結果。

海市蜃樓是一種鏡子般的反射。我們知道鏡子裏是虛幻的影像,就像湖邊柳樹在水中的倒影。

這裏的鏡子不是玻璃,不是湖水,而是地麵上的大氣。

光線在空氣中通常是直線傳播,這種空氣一般密度均勻、平穩。然而空氣密度在不均勻的情況下,光的前進方向會發生彎曲,這種現象叫折射。

在你麵前放一杯水,拿著筷子傾斜插入水中,我們眼睛會看見,筷子在水下那部分與露在水上的部分好像折斷了。這就是光線在兩種不同密度的媒質——空氣和水中,引起折射的例子。

空氣的密度隨高度增大而遞減,越是高空,密度越小,所以光的折射是普遍的現象,不過這種折射幾乎看不出,也習以為常。

必須具備一些特殊條件,才能使這種扭曲引人注目。

在空氣密度垂直變化反常時,光在大氣中折射或全反射,就像鏡子一樣,將遠處的看不見的物體投射在空氣中,讓人們看到幻覺般的虛像,這就是海市蜃樓。

在地球表麵上,當太陽接近地平線,萬道光芒從水平的方向射向我們時,它們必須通過十分深厚的具有不同密度的且各層之間時常變化的低層大氣,太陽開始扭曲起來:壓扁的、拉長的、彎曲的……甚至麵目全非,觀看的人麵對這些奇特形狀,可以發揮他們天才的想象力了。

當光線射向我們時通過受熱的空氣,它們不停地對流、流動,光線也多次改變方向,太陽似乎在搖擺、顫動。

“紅日初升”“殘陽如血”,這是我們形容日出、日落的景觀,這兩種時候的太陽為什麽特別紅?這也得歸功於大氣。太陽白茫茫的光線實際是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種不同顏色的光波組成的。紅色光波最長,紫色光波最短。空氣的水分、微塵和空氣分子能像三棱鏡把七色光分散開來,這叫作散射作用。

散射的規律是波長越短,散射越厲害。地平線上的太陽光穿透厚厚的空氣時,紫光和藍光被空氣大大地減弱了,剩得最多的就是紅色光了。因此,日出、日落的太陽總是紅紅的。