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公路“蜃景”是光的折射现象吗

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公路“蜃景”是光的折射现象吗 ——薛云飞(垦利县董集实验学校) 读中学时,从物理课上学习了“海市蜃楼”这种光的折射现象, 但遗憾的是却从来没有撞见过这种壮观景象近年来,随着社会的不 断发展和经济水平的大幅提高,家乡面貌也发生了日新月异的变化— —越来越密集宽阔的柏油公路取代了当年蜿蜒崎岖的羊肠小道当你 行驶在长直的公路上时,常可见到前面远处似有一滩波光粼粼的水 洼,并且“水”中似有些景物在浮动有些人真以为那是雨后积水, 也没留意它是什么时候降临的,然而当你走近时,它却又荡然无存了 这难道就是传说中的“海市蜃楼”?的确,中学物理教材中就认为这 种现象是光的折射造成的幻象——蜃景然而,笔者庆幸自己大饱眼 福之余,不禁怀疑:“海市蜃楼”之幻景岂能如此轻易之见闻?我认为这种现象并非蜃景,而是一种镜面反射现象或许你会反 问:镜面反射不是只发生在非常平整光滑的反射面上吗?而柏油路面 为了防止车辆打滑通常修得平整但非常粗糙,怎么会发生镜面反射 呢?笔者认为所谓的公路“蜃景”之所以是镜面反射现象,理由如下:一、蜃景的产生是有条件的蜃景与地理位置、地球物理条件以 及特定时间的特定大气特点有密切联系,大气温度、密度的反常分布 通常是大多数蜃景形成的气象条件。

换言之,蜃景并不是随时随地能 够看到的,首先是其出现的地点相对固定,比如美国的阿拉斯加、山 东的蓬莱阁等地常会出现蜃景;其次是蜃景出现的时间亦有规律可循,比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份,俄罗斯齐姆 连斯克附近蜃景往往是在春天出现,美国阿拉斯加的蜃景一般是在夏 季初期出现而公路上的所谓“蜃景”则是能发生在任何季节任何时 间,甚至在晚上,公路上也能看到远处汽车尾灯和路灯的虚像(由于 光线较弱,相片未上传)并且发生的地域也是无条件的,即在任何 足够长的公路上都能看到明晃晃的“水〃(包括视线前方和后方),且 冰”是随着你的前行而不断发生位移的春末清晨时刻公路“蜃景”仲夏正午时刻公路“蜃景”深秋傍晚时刻公路“蜃景”二、蜃景中的景物是远处的并非周边的事物而公路上所谓的〃蜃 景”就是远处路面上或路两侧的景物远望去,前方一片水迹,有 人骑车踏水而过,人群倒影依稀可见,偶有汽车急驰而过,却不见溅 起水花”,这种景象大家并不陌生吧!〃蜃景”中出现了桥墩三、蜃景具有一定的“脆弱性”即发生蜃景所需的特定地球物理、地理位置、光、大气、下垫面等条件中的一个或几个发生变化时,蜃景随即消失然而在出现“蜃景”的有些路段上,即便车水马龙, 人群熙熙攘攘,对近地面空气产生严重扰动时,它却依然经久不衰。

原理浅析:观察物体时,从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光 心处所成的夹角为视角物体的尺寸越小,离观察者越远,则视角越 小正常眼能区分物体上的两个点的最小视角约为1 分当行驶在公路上时,从远处C点观察前方公路上的A、B两点时, 视角ZACB要小于在近处D点观察时的视角ZADB ,距离越近,视角 越大,AB间距看起来就会越大,故AB两点间距在近处会被放大, 故经常开车的人都知道,路面上较小的坑洼在远处是看不见的,直到 逼近时才会被发现,而“一叶障目,不见泰山”也是视角影响视觉效 果的有力印证反之,距离越远,视角越小,AB间距看起来就会越 小看远处的路面时,由于两个质点离你较远且间距的视觉效果很小, 当在远处的C点满足视角小于1分时则A、B两个质点就难以区分, 看起来就近似重合,这样,在远处路面上满足视角小于1 分的点集, 就会在AB两点周围形成一片视觉近似重合区,路面的粗糙量也将会 大大被弱化,即这片区域的路面看起来就不再粗糙了,而是像镜面那 样光滑了,从而在视为“光滑”的这片路面上发生镜面反射就不足为 怪了所以,镜面反射并非只是发生在绝对平整光滑的界面上,还能 发生在“视为光滑”的反射面上。

随着你的不断前行,“蜃景”区域的视角会不断增大,当大于1 分时,“蜃景”便悄然消失了,但远处又会出现一片视角小于1分的 区域,新的“蜃景”随即映入眼帘,所以这滩明晃晃的“水”是随着 你的前行而不断发生位移的实际上,通过人为改变视角来减弱镜面反射的例子,在日常 生活中也屡见不鲜,例如有些学校的教板就做成了凹面板,这种黑板 中间向里凹进,这样坐在前排两侧的学生看黑板的两边时,就不会因 视角过小发生镜面反射而造成反光了,从而能更清晰地看清黑板上的 内容了学校教学用的凹面板总之,公路“蜃景”之说在教科书及教科资料上已流传甚久,似 乎已成定论,然本人并不认可,通过长期实地观察,并不断取证,草 成本文,以求所见略同者认可,再者本文论据较为浅显,论证也不够 严谨,但旨在倡导更多的求知者敢于挑战传统,树立勤于思考的治学 态度和善于质疑的求学精神相关链接:蜃景:即海市蜃楼古人误认是蜃吐气所形成的景象大气光学 现象光线经过不同密度的空气层后发生显著折射,使远处景物显示 在半空中或地面上的奇异幻景常发生在海上或沙漠地区古时传说 这种幻景是海里的蜃吐气而成的,故名。

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