如果朝著海市蜃樓用望遠鏡，能看到什麼？

來看世界呀2020-07-15 22:01:48

海市蜃樓可以用攝像機拍攝到，望遠鏡的成像原理和攝像頭相似，所以用望遠鏡觀看海市蜃樓，看到的只不過是稍微近一些；或者鏡頭拉過了直接看到海市蜃樓背後的景象。

海市蜃樓的原理很簡單，就是類似鏡子一樣的全反射現象。地面上空的大氣的熱量主要來源於地面的熱輻射，而地球表面的構成顯然不一樣，有海洋河流湖泊還有陸地，水和陸地岩石的比熱不同，導致上空大氣受到的熱輻射的量不同，這導致上空大氣分子分佈的不是很均勻。初中物理就已經告訴我們，光在密度不同的介質中傳播的速度和折射率是不同的，在不均勻的大氣中，光線傳閱時不斷地被折射，最後在某個空氣介面上發生全反射，由此導致物體的虛像在別的地方呈現。

根據海市蜃樓這樣的成像原理去尋找海市蜃樓的遠景無往不利，因為光在大氣中穿行會不斷地衰減，地面的自然光源也不是十分強烈，所以海市蜃樓的真實景物都在距離海市蜃樓發生地不遠的地方，去年洪澤湖一代的海市蜃樓的原景就在幾十裡外被發現，下圖是對照圖。

海市蜃樓的原理即已清楚，搜尋原景就十分不必要，因為這類事件都是偶然隨機地發生，對於景物當地並不會有持久的貢獻，吸引不了遊客，而搜尋原景畢竟是要耗費金錢和時間、物力，投入大產出小，所以很多人說海市蜃樓的原景找不到，主要是不稀罕去找。海市蜃樓是在某一個空氣介面發生的全反射導致的，由於大氣有流動性，所以海市蜃樓有時候看起來稍微有一點飄飄忽忽的感覺，也是因為周圍大氣密度的不均勻造成的現象。

而望遠鏡是凸透鏡凹凸鏡組合起來，是利用了光線折射的原理，將物體的物象在目鏡中放大，望遠鏡的物鏡相較於人眼可以收集更多的光線，因此呈現在人眼中的效果是遠處的物體物象被放大，同時看到的細節更多一些，也是利用了光的傳播原理。如果拿望遠鏡去觀看海市蜃樓，而且鏡頭聚焦處調節的恰當，那麼看到的還將是海市蜃樓，只不過也是相對能看到更多一些的細節，如果鏡頭拉過了則可能看到海市蜃樓背後的景物，不過效果可能像我們透過煙氣看後邊的物體一樣，因為煙氣（海市蜃樓）中大氣的密度變化較多，看到的背後的景物也會有點飄忽；鏡頭再往前拉聚焦的就只能看到背後的景物了。

其實再往遠了說，眼睛的成像原理也和望遠鏡相似，眼睛的角膜、晶狀體都是對光有較高折射率的透明結構，將光線折射投射於黃斑周圍，視覺細胞將光線的光能轉化為電化學訊號，傳輸到大腦形成視覺。在前邊晶狀體和角膜對光的折射中，和望遠鏡也是相抵的，眼睛能夠看到海市蜃樓，望遠鏡也一樣可以看到。

優美生態環境保衛者2020-07-20 09:46:33

如果朝著海市蜃樓用望遠鏡，能看到什麼？

在海邊生活的人們，偶爾會觀賞到海市蜃樓的壯觀景象，在實景的上方，會“懸浮”著朦朧的影象，這些影象並非視線範圍內能找到原型的，隨著空氣環境和大氣流動的狀態變化，這些景象也相應發生著改變，如夢如幻，甚是奇妙。有的朋友乾脆用望遠鏡來觀察這難得一見的景觀，那麼用望遠鏡來觀察與肉眼有什麼區別，會看到更多海市蜃樓的細節嗎？

海市蜃樓的產生原理，說白了就是光的折射所形成的。大家都知道，光線在同一均勻介質中的傳播，速度值不變、方向也不發生改變，如果光線在穿透兩種不同密度的介質時，光線的傳播速度以及傳播方向都會發生相應地改變，這種光學現象就叫做折射。生活中常見的光折射現象有很多，比如將一根筷子插入盛有水的杯子中，由於水的密度要大於空氣的密度，所以光線在從空氣進入水的介面時，折射角會小於入射角，因此光線會向著法線的方向靠攏，從人眼看來，筷子好像彎曲了一樣。

由於空氣和其它常見的介質密度相差較大，所以當光線從空氣進入其它介質或者從其它介質進入空氣中，我們很容易觀察到光的折射現象。而空氣本身嚴格來說也不是均勻的介質，一般情況下會在重力的影響下，呈現越靠近地面密度越大、高度越高密度越小的現象，太陽光線從大氣層的外圍射向地球時，總會或多或少的產生一定的折射現象，只不過這種折射我們司空見慣，很少會發現這種折射帶來的明顯感觀變化。

但是，凡事都有可能出現意外，空氣也一樣，當空氣的溫度在垂直或者水平方向上出現非常明顯的異常時，就會產生與平常不太一樣的光線折射和全反射現象，海市蜃樓就是基於這種原理而形成的，根據空氣溫度和密度在不同方向上的異常表現，我們可以將海市蜃樓分為以下幾種情形：

第一種是上現蜃景，通常發生在夏季的海邊區域。當由於空氣的劇烈對流以及海洋冷流經過時，造成下層空氣的溫度較上層的溫度明顯偏低，從而下層空氣密度明顯比上層空氣大，光線在穿過密度具有明顯“上稀下密”特徵的空氣層時，其會產生類似於“水杯中筷子彎曲”的光學現象，進入人眼的景物反射光線（映像），實際上要比實物要高，而且是正立的像。而在實際的觀察中，實物真實反射的光線並未被眼睛捕捉到，因此我們看到了映像在空中的海市蜃樓。

第二種是下現蜃景，通常發生在沙漠地帶。在沙漠裡，沙粒受到太陽強烈照射迅速升溫，由於空氣是熱的不良導體，在空氣對流較差的環境下，空氣在垂直方向上“下熱上冷”的現象非常明顯，因此下層空氣密度較小而上層空氣密度較大。此時，當光線從上到下穿過這樣的空氣層時，也會產生顯著的折射現象，而且折射角要大於入射角，在人眼看來，透過空氣全反射進入人眼的光線所形成的映像，會比實物的實際高度要低，而且是一個倒立的像，這種現象就是下現蜃景。

第三種是側現蜃景，通常發生在聳立的山體旁。其原理與下現蜃景相同，只不過是受到太陽暴曬的沙粒替換成了山體的垂直表面，這時候靠近山體表面的空氣溫度高、密度小，在山體垂直表面的附近，會因大氣折射和全反射而進入人眼的光線，形成了在山體側面所出現的實物映像。

所以，無論是以上哪種海市蜃樓表現形式，無怪乎都是因空氣密度產生明顯分異時，所形成的一種特殊的光學現象，而且它的出現，必須依賴於這種相對穩定的大氣結構，即無風或者風力非常微弱的情況，如果起風使得空氣的流動變得比較明顯時，那麼空氣的垂直和水平方向上就會形成較為劇烈的攪動和混合，這種空氣的密度差也會隨之變得微弱，也就不會再形成海市蜃樓了。

望遠鏡的原理其實和攝像機、人眼差不了多少，只是藉助於透鏡的組合，將來自遠處物體發出的光線，透過聚焦之後，呈現出一個放大且正立的虛像，在人眼看來物體有被拉近的感覺。基於這種原理，利用望遠鏡是可以看到遠處的海市蜃樓的，而且還要比人眼直接看到的要大，細節也更為豐富，畢竟它拓展了人眼的觀察範圍和視物能力。但是，望遠鏡能夠看清景物，一方面取決於焦距的選擇，另一方面取決於目標物體所發生光線的強度。

由於望遠鏡的變焦能力有限，而且蜃景的距離也不是太遠，因此我們透過望遠鏡觀看，只是將蜃景放大了一點而已，如果繼續調大焦距，一旦達到或者超過焦距範圍，則只能看到一團煙氣或者透過煙氣看到蜃景背後的實物。而且，蜃景所處的空間區域，空氣對流活動雖然較弱，但卻是每時每刻都在發生著煙氣的擾動，因此即使用望遠鏡看到的蜃景“虛像”，也是處於漂浮不定的狀態，想用望遠鏡大幅度提高解析度也是非常困難的。

自然知道2020-07-13 18:12:30

海市蜃樓是光學現象，望遠鏡只是拉近物象，用望遠鏡看海市蜃樓要麼感覺海市蜃樓更近；要麼聚焦點拉過了直接看到海市蜃樓背後的景象，不過視野可能受海市蜃樓影響。

海市蜃樓的光學原理並不複雜，地球的大氣受熱不是很均勻，而物理學告訴我們光在不均勻的介質中傳播時的折射角度、穿行速度有區別，受熱不均勻的大氣會導致光不斷受折射，最終在某個介面發生全反射，將物象從另一個角度投射在天空中，就像照鏡子一樣，不同的是鏡子因為對光反射率比較高，且是穩定的平面狀態，因此鏡子中的像穩定且清晰，而由於雲層受熱不均形成的海市蜃樓就有隨著氣團流動特徵，顯得更飄渺且不是很清楚。

（注意，這裡是拍攝到的現象）

這一現象夏季的道路上經常出現，通常是遠處道路上看起來像有一灘水，隱約也能從“水”中看到周圍的一些標誌物，但是走近之後發現那裡並沒有什麼水，那通常被稱為蜃景；人在沙漠中常因為這種蜃景導致偏離正確的路線，本來是想找水源，結果到了之後什麼也沒有，那將是致命的失誤。

天空大氣中發生這樣的現象就是被稱作海市蜃樓，名稱來源於古代人對海市蜃樓的觀察，有時候會將人類建築的像投射在空中，就像仙人居所。現代人知道海市蜃樓的原理，已經可以在實驗室重現海市蜃樓，也是利用密度不均勻的介質。只不過人類實力有限，不能影響和觀測大範圍氣體的流動和受熱現象，因此不能製造出戶外那麼大規模的海市蜃樓。

望遠鏡是根據凸透鏡、凹透鏡的排列，聚焦光線將遠處的景色的像放大併成正立的像，於是產生了物體被拉近的感覺，本質上也是利用了光傳播的遠離。海市蜃樓既然是光全反射發生，在對著海市蜃樓的角度，如果比較遠的話也還能看到海市蜃樓，也不過是放大了一些，就像用攝像機拍攝海市蜃樓一樣，能拍到就能用望遠鏡看到，攝像機的鏡頭和望遠鏡是類似的；