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海市蜃楼

2021-11-01  点击:[]

        提起海市蜃楼,我们大概脑海中都会浮现出下面类似的画面:烈日炎炎的夏日,黄沙漫天的沙漠中,远处似乎有一洼水潭波光粼粼;抑或是在一望无垠的海边,一艘若隐若现的货轮缓缓从空中驶过,带给人无限的神秘与遐想。甚至,有人将它当成通往平行宇宙的大门。当然,最常见的,应当是在烈日炎炎的夏日,行驶在柏油马路上,远处车辆在路面上的“倒影”了。

       海市蜃楼,简称蜃景,是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。根据物理学原理,海市蜃楼的形成是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率,也就是因冷空气与暖空气之间的密度不同,对光线折射以及全反射而产生的。

        我们可以根据物理学中光的折射定律,对海市蜃楼进行简单的分析。(这里需要一点耐心哦)在现实的海市蜃楼现象中,大气层作为一种不均匀介质,在物体的光进入大气层时,在达到一定的折射率时,发生全反射现象。而由物点发出的光线,经大气层的折射,其反射线反向延长线的交点形成虚像点,其集合便是虚像,也就是我们眼中看到的海市蜃楼。

了解了海市蜃楼形成的原理,我们是否可以自己设计一个场景,完成海市蜃楼呢?如果您感兴趣,可以按照以下的方法进行尝试:

实验器材:玻璃缸、水、食盐、搅拌棒、滤网(铁)、泡沫板、剪刀、双面胶、直尺、长颈漏斗、激光发射器。

实验步骤:

1. 制作过饱和食盐水:直接在玻璃缸中配置。

2. 制作特质滤网:采用实验室的密铁丝网,裁剪出与玻璃缸匹配的大小,由于铁丝网无法依靠自身浮力漂浮在液面上方,故将泡沫板贴于滤网下,使这层细密的网能够漂浮在液面上,从而使清水能够缓慢均匀地与饱和食盐水形成清晰的交界面。

3. 将滤水网轻放于饱和食盐水上方。

4. 用长颈漏斗(或玻璃棒引流)缓慢注入清水,如图为液面上的滤网,且可以观察到溶液的分层。

5. 打开激光发射器,观察激光从不同角度、高度入射后光线轨迹的变化。

6. 将观察的图片放置于玻璃缸一侧,从另一侧观察图片的像。

注意事项:

1. 切不可搅动液体,防止溶液混合。

2. 注入清水时要缓慢,避免冲击滤网。

3. 裁剪铁丝网的时候务必小心,很容易划伤手。

4. 使用激光发射器的时候一定小心不要用它直射眼睛。

赶紧动手尝试吧,期待您带来的“海市蜃楼”。


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