海市蜃楼
让我们再来欣赏几幅太阳的“另类”姿态。悬挂在地平线上的太阳,突然间就变成了扁圆或三角形,还有蘑菇状、鸡蛋状。太阳的妆容也在变化着——最为明显的是红色和橙红色,民间说法是“日落胭脂红”。不仅如此,太阳还可以在原地跳跃、抖动,忽而升起,忽而落下,就像跳着激烈的迪士高。
其实,所有这一切都是海市蜃楼现象,是大气层这位“魔术师”表演的结果。
海市蜃楼相当于一种镜子的反射。我们知道镜子里是虚幻的影像,就像湖边柳树在水中的倒影。只不过,这里的镜子既不是玻璃,也不是湖水,而是地球的大气。
光线在空气中通常是直线传播的,但是前提条件是空气必须密度均匀、平稳。如果在空气密度不均一的情况下,光的前进方向就会发生弯曲,这种现象叫折射。
在你面前放一杯水,拿着筷子倾斜插入水中,我们会看见筷子在水下那部分与露在水上的部分好像折断了。这就是光线在两种不同密度的物体——空气和水中,引起折射的例子。
光的折射是非常普遍的现象,在一般的条件下根本看不出来,只有一些特殊条件,才能使这种扭曲引人注目。在空气密度垂直变化反常时,光在大气中折射反常或全反射,就像镜子一样,将远处的看不见的物质投射在空气中,让人们看到幻觉般的虚像,这就是海市蜃楼。
在地球表面,当太阳接近地平线,万道光芒从水平的方向射向我们时,它们必须通过十分深厚的具有不同密度的且各层之间时常变化的底层大气,这时太阳开始扭曲起来:压扁的、拉长的、弯曲的……甚至面目全非的,观看的人面对这些奇形怪状的太阳,可以尽情发挥他们天才的想象力了。
当光线射向我们时,通常受热的空气会不停地对流,光线也会多次改变方向,太阳似乎在摇摆、颤动。
“红日初升”、“残阳如血”,这是我们形容日出、日落的景观,那么,早晚的太阳为什么会特别红?这得归功于大气。太阳白茫茫的光线实际是赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种不同颜色的光波组成的,红光光波最长,紫光光波最短。空气的水分、微尘和空气分子能像三棱镜一样把七色光分散开来,这叫做散射作用。
散射的规律是波长越短,散射越厉害。地平线上的太阳光穿透厚厚的空气时,紫光和蓝光被空气大大地减弱了,剩得最多的就是红色光了。因此,日出、日落的太阳总是红红的。