用望远镜朝着海市蜃楼方向观察,可以看到更多细节么?

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海市蜃楼的产生原理,说白了就是光的折射所形成的。大家都知道,光线在同一均匀介质中的传播,速度值不变、方向也不发生改变,如果光线在穿透两种不同密度的介质时,光线的传播速度以及传播方向都会发生相应地改变,这种光学现象就叫做折射。生活中常见的光折射现象有很多,比如将一根筷子插入盛有水的杯子中,由于水的密度要大于空气的密度,所以光线在从空气进入水的界面时,折射角会小于入射角,因此光线会向着法线的方向靠拢,从人眼看来,筷子好像弯曲了一样。


由于空气和其它常见的介质密度相差较大,所以当光线从空气进入其它介质或者从其它介质进入空气中,我们很容易观察到光的折射现象。而空气本身严格来说也不是均匀的介质,一般情况下会在重力的影响下,呈现越靠近地面密度越大、高度越高密度越小的现象,太阳光线从大气层的外围射向地球时,总会或多或少的产生一定的折射现象,只不过这种折射我们司空见惯,很少会发现这种折射带来的明显感观变化。


但是,凡事都有可能出现意外,空气也一样,当空气的温度在垂直或者水平方向上出现非常明显的异常时,就会产生与平常不太一样的光线折射和全反射现象,海市蜃楼就是基于这种原理而形成的,根据空气温度和密度在不同方向上的异常表现,我们可以将海市蜃楼分为以下几种情形:

第一种是上现蜃景,通常发生在夏季的海边区域。当由于空气的剧烈对流以及海洋冷流经过时,造成下层空气的温度较上层的温度明显偏低,从而下层空气密度明显比上层空气大,光线在穿过密度具有明显“上稀下密”特征的空气层时,其会产生类似于“水杯中筷子弯曲”的光学现象,进入人眼的景物反射光线(映像),实际上要比实物要高,而且是正立的像。而在实际的观察中,实物真实反射的光线并未被眼睛捕捉到,因此我们看到了映像在空中的海市蜃楼。


第二种是下现蜃景,通常发生在沙漠地带。在沙漠里,沙粒受到太阳强烈照射迅速升温,由于空气是热的不良导体,在空气对流较差的环境下,空气在垂直方向上“下热上冷”的现象非常明显,因此下层空气密度较小而上层空气密度较大。此时,当光线从上到下穿过这样的空气层时,也会产生显著的折射现象,而且折射角要大于入射角,在人眼看来,通过空气全反射进入人眼的光线所形成的映像,会比实物的实际高度要低,而且是一个倒立的像,这种现象就是下现蜃景。


第三种是侧现蜃景,通常发生在耸立的山体旁。其原理与下现蜃景相同,只不过是受到太阳暴晒的沙粒替换成了山体的垂直表面,这时候靠近山体表面的空气温度高、密度小,在山体垂直表面的附近,会因大气折射和全反射而进入人眼的光线,形成了在山体侧面所出现的实物映像。

所以,无论是以上哪种海市蜃楼表现形式,无怪乎都是因空气密度产生明显分异时,所形成的一种特殊的光学现象,而且它的出现,必须依赖于这种相对稳定的大气结构,即无风或者风力非常微弱的情况,如果起风使得空气的流动变得比较明显时,那么空气的垂直和水平方向上就会形成较为剧烈的搅动和混合,这种空气的密度差也会随之变得微弱,也就不会再形成海市蜃楼了。


望远镜的原理其实和摄像机、人眼差不了多少,只是借助于透镜的组合,将来自远处物体发出的光线,通过聚焦之后,呈现出一个放大且正立的虚像,在人眼看来物体有被拉近的感觉。基于这种原理,利用望远镜是可以看到远处的海市蜃楼的,而且还要比人眼直接看到的要大,细节也更为丰富,毕竟它拓展了人眼的观察范围和视物能力。但是,望远镜能够看清景物,一方面取决于焦距的选择,另一方面取决于目标物体所发生光线的强度。


由于望远镜的变焦能力有限,而且蜃景的距离也不是太远,因此我们通过望远镜观看,只是将蜃景放大了一点而已,如果继续调大焦距,一旦达到或者超过焦距范围,则只能看到一团烟气或者透过烟气看到蜃景背后的实物。而且,蜃景所处的空间区域,空气对流活动虽然较弱,但却是每时每刻都在发生着烟气的扰动,因此即使用望远镜看到的蜃景“虚像”,也是处于漂浮不定的状态,想用望远镜大幅度提高分辨率也是非常困难的。



用望远镜朝着海市蜃楼的方向观察,是不可以看到更多细节的。海市蜃楼是通过关折射产生的一种现象,所看到的景象并不一定就在产生现象的附近。

可以的,因为望远镜有放大的功能,借助放大镜看到的海市蜃楼比人眼看得更大,很多细节也可以看得更清楚。

不可以,因为在用望远镜观看的过程中,经过聚焦后就会形成一个放大正立的虚像。


用望远镜朝着海市蜃楼方向观察,可以看到更多细节么?视频

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