提起海市蜃楼，我们大概脑海中都会浮现出下面类似的画面：烈日炎炎的夏日，黄沙漫天的沙漠中，远处似乎有一洼水潭波光粼粼；抑或是在一望无垠的海边，一艘若隐若现的货轮缓缓从空中驶过，带给人无限的神秘与遐想。甚至，有人将它当成通往平行宇宙的大门。当然，最常见的，应当是在烈日炎炎的夏日，行驶在柏油马路上，远处车辆在路面上的“倒影”了。
海市蜃楼，简称蜃景，是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。根据物理学原理，海市蜃楼的形成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，也就是因冷空气与暖空气之间的密度不同，对光线折射以及全反射而产生的。
我们可以根据物理学中光的折射定律，对海市蜃楼进行简单的分析。在现实的海市蜃楼现象中，大气层作为一种不均匀介质,在物体的光进入大气层时，在达到一定的折射率时，发生全反射现象。而由物点发出的光线,经大气层的折射，其反射线反向延长线的交点形成虚像点，其集合便是虚像，也就是我们眼中看到的海市蜃楼。
了解了海市蜃楼形成的原理，我们是否可以自己设计一个场景，完成海市蜃楼呢？如果您感兴趣，可以按照以下的方法进行尝试：
薄型水槽（厚1～2cm，高15cm，长50cm左右的透明水槽）。如果没有适合光学实验用的水槽，可用厚1～2mm的塑料板自制。长10cm左右，比较短的也可。线光源（激光光源：按指示设置即可。）、煤油、食盐、漏斗、烧杯、烧杯夹。
1.光会在物质的界面处发生折射。在小水槽中注入水，上面再注入煤油（图1）。从各个方向射入光线，可以看到在空气和水的界面、水和煤油的界面上折射现象发生。如果加入微量洗涤剂，光线会变得更明显。
图1
一直以来的折射实验中只是观察射入水面，或射出水面时的折射现象，往往都会忽略空气的存在。当然即便在真空状态也会有折射。
2.观察在密度变化时光线发生折射的现象。在大水槽中注满水，在底部注入饱和食盐水。为防止意外混合，要保持边界线清晰。如图2所示在漏斗颈部系上预先拉细的塑料管。从水的底部慢慢注入饱和食盐水。另一种方法是，事先在水的底部放置固体食盐，使其扩散。如果不放入足够的食盐，就不能制成饱和食盐水。
图2
3.接下来，观察在食盐水密度逐渐变化时的现象。如图2那样，先在水下注入相当于饱和食盐水一半浓度的盐水，在其下面再注入饱和食盐水，将全部水分为三段。从各个角度射入光线，可观察到整体形成的弓型折射光。根据角度不同，有时会出现在表面出现全反射，光线不能射出外部的情况。光纤正是运用了这一原理。
若想得到密度渐变的溶液，利用扩散原理即可制成。但由于比较难做到均匀混合，可用一次性筷子等在边界附近轻轻搅动，以帮助其扩散。
4.试着制作“海市蜃楼”。如图3所示，放置空水槽，将蜡烛置于低于水槽底面的且从水槽对面看不到的位置。然后用漏斗依次注入浓度为饱和食盐水1/2的食盐水和饱和食盐水，这样就渐渐能看到蜡烛了。即使在较低位置不能观察到，将视线位置稍稍抬高也能观察到蜡烛的像。
图3
1. 切不可搅动液体，防止溶液混合。
2. 使用烧杯时，请使用烧杯夹拿取，避免烫伤。
3. 使用激光发射器的时候一定小心不要用它直射眼睛。
编辑：殷宝怡
审核：王玉凤
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