海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像.海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率.也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同,对光线折射而产生的.蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系.气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件.
海市蜃楼经常发生在沿海,在沙漠偶尔也可见到.人们可以看到房屋,人,山,森林等景物,并且可以运动,栩栩如生.有人认为是人间仙境.现在,人们把海市蜃楼说成是大气折射的结果,把远处的景物折射到近处来了.海市蜃楼也经常发生在雨后,这时的空气湿度较大,也易形成透镜系统.当近地面的气温剧烈变化,会引起大气密度很大的差异,远方的景物,在光线传播时发生异常折射和全反射,从而造成蜃景.
海市蜃楼是近地面层气温变化大,空气密度随高度强烈变化,光线在铅直方向密度不同的气层中,经过折射进入观测者眼帘造成的结果.常分为上现、下现和侧现海市蜃楼.我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层空气的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回地面,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物悬在空中．
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在沙漠里也会看到蜃景．太阳照到沙地上,接近沙面的热空气层比上层空气的密度小,折射率也小．从远处物体射向地面的光线,进入折射率小的热空气层时被折射,入射角逐渐增大,也可能发生全反射,人们逆着反射光线看去,就会看到远处物体的倒景,仿佛是从水面反射出来的一样．沙漠里的行人常被这种景象所迷惑,以为前方有水源而奔向前去,但总是可望而不可及．
在炎热夏天的柏油马路上,有时也能看到上述现象．贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样,比上层穿空气的折射率小．从远处物体射向路面的光线,也可能发生全反射,从远处看去,路面显得格外明亮光滑,就像用水淋过一样.