罕见!无锡出现海市蜃楼,动车在天空中行驶,原景在哪里?

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12月20日,不少人在无锡惠山大道附近看到了一个壮观的罕见景象,一列动车从天空中驶过。从常识来看,沉重的列车不可能飞到天上去,最能够解释这一现象的就是海市蜃楼。

有的人认为,海市蜃楼是另一个时空的投影,或者这个时空与另一个时空相互交错。支持这一观点的人给出的证据是,海市蜃楼中看到了古代建筑物,而且海市蜃楼也没有在现实中找到原有的景物。

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但从此次的海市蜃楼来看,这显然与时空错乱或者平行世界毫无关系,因为动车的出现,意味着这就是现代物体。那么,海市蜃楼究竟会在什么条件下产生呢?

关于海市蜃楼,我们可以先来了解一下光的折射现象,浸入水中的筷子看起来会弯曲或折断就是一个例子。光的传播不需要介质,它们在真空中会沿着直线向前进。如果在单一的介质中,虽然光的传播速度会下降,但仍会沿直线前进。

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在不同的介质中,光速是不一样的。光在空气中的速度是29.9万公里/秒,在冰中的速度是22.9万公里/秒,在水中的速度是22.5万公里/秒,在玻璃中的速度是19.7万公里/秒。

光是一种波,当它们以一个角度斜着从一个介质进入另一个介质时,波的一边会比另一边更早进入另一个介质中,由于光波到了新介质中的速度发生了变化,导致波前被压缩或者拉伸,从而让整个波发生偏转,这就是光的折射。

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光在介质中的折射率取决于真空光速与介质中光速的比值,所以光在介质中的传播速度越慢,折射率也会越大。光在空气中的传播速度接近于真空光速,折射率也非常接近于1。光在水中的折射率约为1.3,在玻璃中的折射率约为1.5。

如果把筷子放到水中,水中筷子反射的光从水中进入空气时,将会发生折射。当人眼接收到这些光时,又会认为光是沿直线传播的,所以会把光沿直线反向延长到水中,这样就会看到弯曲或者折断的筷子。

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同一种介质在不同条件下,光在其中穿行时的速度也会不同,折射率也就会不一样。当空气的温度较低,并且其中水汽较多(湿度较大)时,空气的密度会更大,折射率也会更高。

要想出现复杂的海市蜃楼,就需要空气出现逆温的情况。正常而言,空气温度随高度升高而降低。而逆温现象与之相反,越接近地面的空气温度越低。

由于地球是个球体,我们所能看到的地平线距离是有限的,平地上只有5公里左右,地平线下方的物体被地球本身挡住,我们是看不到的。但如果出现逆温层,就有可能产生奇特的景象。

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地面物体反射出的光在逆温层中传播时,会不断被向下偏折。当光线总的偏折角度足够大,超过了地球表面曲率之时,地平线下方物体反射的光会被折射到远处的地上,被人们看到。

当人接收到这些光时,就能看到处在地平线下方原本看不见的物体。由于人的大脑会认为光沿着直线前进,所以我们会觉得物体悬浮在天边的空中,这就是海市蜃楼。

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从这次无锡的海市蜃楼中,我们可以看到缓缓行驶的列车。在目击地点数公里外,就有铁路,那里有列车经过,这应该就是此次蜃景在现实中的原景。

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此前,洪泽湖也有出现过海市蜃楼,在其中可以看到古代建筑物,也能看到信号塔。后来经过辨认,这些蜃景的原景就在不远处的一个特色古镇中,蜃景都能在现实中找到一一对应的真实物体。那些没有找到原景的海市蜃楼,多半是因为没有可供辨认的标志景物。

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不过,并非所有出现在天空中的景物就是海市蜃楼,例如,出现在海面天空的悬浮巨轮,这其实是因为远处海面与天空的颜色非常接近,几乎融为一体,才让轮船看起来像是飘到了天空中。

关于作者: 火星科普

地球没有新奇科学,全部都在火星科普。

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