海市蜃樓
彩虹的成因
水面上的海市蜃樓(上蜃景,superior mirage)
我們知道,湖海等對於環境中的的溫度具有調節作用,這就是為什麼海洋性氣候的地區,不會像一些沙漠或乾燥地區,日夜溫差極大。
夜裡空氣的溫度較低,到了白天,由於日照的關係,使得空氣中的溫度跟著上升。這個時候湖面或海面的溫度相對地就會比較低。受到溫度傳導的影響,水面上空氣溫度的分布,就會出現接近湖面的部分溫度較低,而離水面較遠的高處,溫度較高的情形。
現在,我們就從這些資訊開始,一步一步的看看為什麼我們會在水面上方的空中看見樓房的影像。
另外,在這裡要稍微提一下的是,既然海市蜃樓是由於空氣使得光線產生折射,可以想見的是大氣千變萬化,我們這裡只是要討論兩個最簡單的情況,對於正反影像的產生及兩種海市蜃樓同時出現的問題,不在這裡討論。
請指出空氣中,較高或較接近水面的部分,哪裡傳播速度較快?哪邊折射係數較大?(提示:光在真空中傳播速度最快,折射係數最小,n=1)
假設有一個人站在湖的一岸,而房子在另一岸。現在請你由上題所決定的光傳播速度,找出光線照在屋子上所產生的反射光,是如何進入人的眼中。(提示:光照在屋子上所反射出來的光會向四面八方散去,而我們所看見的,則是經過各種折射之後,順利進入我們眼中的那束光。)
如果你不知道該如何畫反射光,就到處畫個5條、10條找看看,按照該有的轉彎方式,哪一條會進入你的眼中?檢查答案。