為什麼海市蜃樓是正景而沙漠蜃景是倒影？

雖然都是光的折射現象，但二者並不完全相同。

「上現蜃樓」（即海市蜃樓）的形成原因：

夏天的傍晚在平靜無風的海面上，向遠方望去有時能看到山峰、船舶、樓台、亭閣、集市、廟宇等出現在遠方的空中，這就是「上現蜃樓」；因為夏天天氣炎熱，被暴晒了一天的空氣溫度很高而海水的溫度變化相對較小，那麼從海面向上的一定高度內，海面附近的空氣溫度較低密度較大，而越向上氣溫越高空氣密度較小即較稀薄，故空氣的折射率就形成下層大而上層小的連續變化。

遠處的山峰、船舶、樓台等發出的光線從（折射率較大）密度大的空氣連續不斷地傳播到密度小的上層空氣，由於不斷被折射而使光線越來越偏離法線，故進入到上層空氣的光線的入射角不斷增大，以至發生全反射而形成沿曲線傳播的光路；當反射光線進入人的眼睛時，人們逆著光線看去就感覺到遠方的山峰、船舶、樓台、樹木等景物懸在空中，這就是「上現蜃樓」。

如人們比較熟悉的山東省煙台市蓬萊縣的「蓬萊仙島」很大程度上是看到海峽對岸大連市的局部影像。

「下現蜃樓」（即沙漠蜃景）的形成原因：

夏日正午烈日當頭，沙漠表面被曬得非常熱，溫度很快上升，由於沙漠地表處溫度很高故下層空氣密度小而上層空氣密度逐漸增大，從沙漠地面向上空氣的折射率從小到大連續變化，故從遠處物體或藍色天空斜射向地面的光線，進入折射率逐漸減小的熱空氣層被折射後，其折射角大於入射角且折射角與入射角均逐漸增大，使傳播方向總要向上偏一些，而且入射光線可能在沙漠地面附近發生全反射。

由於人眼不能看到光線的曲折而是按直線追溯射入眼中的光線的方向看到物體的，所以人看到這些光線好像是由他的前方射來的，於是人們就看到前方遠處物體的倒影或者感覺到前方的沙漠中出現了一片蔚藍發光的湖面（由於被太陽曬熱的沙漠表面的空氣不斷地向上流動、晃動，也由於空氣在折射率的變化，故他還會感覺到這蔚藍的湖面晃動不止而真像波浪起伏那樣）；但由於上面所形成的是遠處物體或藍色天空的倒立虛像，在沙漠中實際是沒有的；故人們看到前方的物體或水源但向前奔去卻總是可望而不可即。

這種情況在城市裡也可看到，夏天烈日照耀在柏油路面上，坐在車內的人會發現前方被曬熱的路面顯得格外明亮光滑，似有一潭清水或被水淋過一樣，但實際上路面是非常乾燥的。

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