海市蜃楼演示实验
海市蜃楼演示仪——可作为物理学科光学教具
不 同 角 度 成 像 效 果 对 比 图
小 作 者 获 得 中 国 科 学 院 小 院 士 称 号
多 次 实 验 后 我 发 现 两 面 凹 面 镜 应 ，
该 是 抛 物 线 曲 率 的 而 且 通 过 改 变 上 方 ， 凹 面 镜 的 曲 率 和 口 径 大 小 可 以 适 当 提 ，
，
，
双 凹 面 镜 系 统 射 出 来 时 却 是 向 右 侧 的 。
海 市 蜃 楼 演 示 仪 原 理 光 路 图 海 市 蜃 楼 演 示 仪 实 物 结 构 图
制 作 过 程 中 我 发 现 放 入 演 示 仪 的 ，
物 体 需 要 照 明 即 在 双 凹 面 镜 中 加 入 光 ，
源 否 则 不 清 楚 甚 至 不 能 在 外 面 看 到
，
，
物 体 。 光 源 发 出 的 光 线 又 不 能 直 接 通 过
顶 部 缺 口 小 孔 直 接 射 出 因 此 要 特 别 注 ，
意 光 源 位 置 的 选 择 。
我在 下方 凹面 的 中 间 开一个小洞 ，
装 上 一 枚 强 光 Ｌ Ｅ Ｄ灯 将 要 展 示 的 物 体 放 ，
置 在 Ｌ Ｅ Ｄ 灯 的 上 方 这 样 物 体 反 射 出 来 的 ，
光线经过 上方 的 凹 面 镜第一 次反 射时 ，
都 是 向 下 传 播 的 再 次 经 过 下 方 的 凹 面 ；
镜 的 反 射 最 后 反 射 光 线 都 汇 聚 到 上 方 ，
凹 面 镜 的 缺 口 处 形 成 虚 像 — 海 市 蜃 楼
，
科 学 院 小 院 士 。 作 者 ： 上 海 市 虹 口 区 曲 阳 第 四 小 学 学 生 ； 指 导 教 师 ： 濮 含 ）
“海市蜃楼”实验研究
“海市蜃楼”实验研究“海市蜃楼”是一种大气光学现象，通常在海洋或湖泊附近出现。
当大气中存在不均匀的温度层时，光线通过不同密度的气层时，会发生折射和反射，使得远处的物体产生像高悬于水面之上的幻觉。
这种幻觉常常被人们描述为一座城市或建筑物悬浮在海面或湖面上，故称为“海市蜃楼”。
如何解释“海市蜃楼”是一个长久以来备受争议的话题。
为了更全面地了解这一现象，科学家们进行了大量的实验研究，以探究“海市蜃楼”的物理原理和形成机制。
本文将介绍一些相关实验研究，以帮助读者更深入地理解“海市蜃楼”。
首先，科学家们通过模拟实验来探究“海市蜃楼”的形成过程。
他们利用大气模拟仪器和恒温箱等设备，在实验室中制造出不同密度和温度梯度的气层，然后通过向气层中发射光线，观察光线的折射和反射情况。
通过这些实验，科学家们验证了大气中存在不均匀温度层时，光线会发生弯曲和幻觉的结论，从而论证了“海市蜃楼”的形成机制。
其次，科学家们还进行了野外实地观测和实验，以验证“海市蜃楼”在自然环境中的真实情况。
他们选择在海洋或湖泊等适宜的地点，搭建观测台和测量仪器，进行连续观测和记录。
通过这些实地实验，科学家们不仅确认了“海市蜃楼”的存在，还进一步揭示了在不同气象条件下，幻觉的形态和变化规律。
除了实验研究，科学家们还运用数值模拟和计算机模型等现代技术手段，对“海市蜃楼”进行了深入研究。
他们通过复杂的数学公式和计算方法，模拟了大气光学现象中的光线传播和反射过程，从而探究了“海市蜃楼”背后的物理机理。
这些数值模拟的结果不仅帮助科学家们更好地理解“海市蜃楼”，还为预测和防范类似现象提供了参考依据。
总的来说，“海市蜃楼”是一个复杂而神秘的大气光学现象，虽然已经有许多研究成果，但仍有许多问题有待深入探究。
通过实验研究，科学家们在揭示“海市蜃楼”形成机制、进一步探究其物理原理、提高预测准确性等方面做出了巨大贡献。
相信在不久的将来，随着科学技术的不断发展，我们会对“海市蜃楼”有更深入的认识和理解。
完整)初中物理教学案例分析
完整)初中物理教学案例分析在本节课开始时，教师利用班班通放映了《海市蜃楼》片段，引发了学生们的好奇心和兴趣。
学生们提出了许多问题，其中包括“海市蜃楼是怎样产生的？”，教师则带领学生们通过实验来解决这些问题。
教师演示了筷子斜插入水中的实验，并指导学生认真观察。
学生们猜想光由水进入空气中发生了偏折，教师则让学生通过实验来检验这个猜想。
学生们设计了一种实验，让一束光斜射入水中，观察光的传播方向。
教师介绍了实验装置后，让学生动手实验。
通过实验，学生们得出了结论：光从空气斜射入水中，传播方向发生改变。
教师解释说，这种现象叫做光的折射，是本节课要研究的内容。
教师提醒学生们回顾上节物理课所学的光的反射规律，然后让学生们猜测光的折射规律。
学生们提出了多个猜测，教师则引导学生们利用桌上的光学仪器盒来研究光在折射时的规律。
学生们分组进行实验，教师巡查、指导、答疑。
最终，学生们得出了光的折射规律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居于法线两侧；折射角等于入射角。
学生得出的结论是，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧。
此外，光从一种介质进入另一种介质时，传播方向也可能不改变，如光垂直入射的情况。
教师询问学生是否有其他结论或猜想，例如折射角和入射角的关系，学生表示猜想折射角应等于入射角，但通过实验发现折射角一般不等于入射角。
教师赞扬学生敢于猜想并通过实验检验猜想的做法，鼓励学生研究这种方法。
在案例分析中，教师以“海市蜃楼”为例引出与物理学有关的问题，然后演示了筷子斜插入水中的实验，引导学生提出猜想。
通过分组实验、小组合作、全班交流等方式，学生得出了正确结论。
在探究过程中，教师引导学生总结规律并提出新问题，鼓励学生进行思考和实验检验猜想，培养学生的思维能力和自主性研究能力。
整个教学环节体现了科学探究的过程和基本要素，让学生获得了深层次的情感体验，课堂气氛活跃，学生积极性高。
光的折射教案拓展知识背景北师大版八年级上-海蜃楼的试验
“海市蜃楼”的实验
在一间不通风的屋里，把一块长1.5米，宽20厘米的平滑铁片，横放在几根用铁管（或用木棍代替）做成的小柱子上，在薄铁片上撒播薄薄一层沙，做成沙漠型的表面．用深色的纸剪成树和骆驼，贴在一块毛玻璃上（乳白色玻璃）上，把玻璃板放在铁片的一端，和铁片垂直，使树和骆驼露在沙层上面．在玻璃板后下方，用一只手电筒向上照射，在铁片的另一端看去，好象树木和骆驼后面衬托着明亮天空一样．然后，用小的煤球炉三只，放在铁片下面来加热（或用一只长型的炭盆，有条件时用长型的电炉加热最为理想）．加热时，要注意铁片各处加热要均匀，特别是靠近毛玻璃一端三分之二的地方．
这样，当加热一定时间以后，用手靠近沙面，感到很热时，开始沿薄铁片往毛玻璃方向观察．你就能发现沙面下方出现树木和骆驼的倒影，好象树木和骆驼旁边有湖水时所形成的倒影一样．这种现象就是“海市蜃楼”．。
海市蜃楼实验报告
海市蜃楼实验报告海市蜃楼实验报告一、引言海市蜃楼是一种令人着迷的自然现象，它常常出现在海洋或沙漠地区。
人们对于海市蜃楼的形成一直存在着各种猜测和传说。
为了探究海市蜃楼的真相，我们进行了一项实验。
二、实验目的本实验旨在通过模拟海市蜃楼的形成过程，揭示其背后的科学原理，并验证一些关于海市蜃楼的常见说法。
三、实验步骤1. 实验材料准备我们准备了一块平整的玻璃板、一盆清水、一台强光源（如聚光灯）和一台相机。
2. 实验环境搭建我们选择在室外进行实验，确保环境光线充足且没有遮挡物。
3. 实验操作首先，我们将玻璃板倾斜放置在地面上，以模拟海洋或沙漠地区的平坦表面。
然后，将清水倒在玻璃板上，使其充分覆盖。
接下来，我们将强光源放置在玻璃板的一侧，以模拟太阳光的照射。
4. 实验观察与记录在光线照射下，我们用相机对玻璃板上的水面进行拍摄。
同时，我们观察水面上是否出现了扭曲、变形或幻影等现象，并及时记录下来。
四、实验结果与分析通过实验观察与记录，我们得出了以下结论：1. 水面上出现了扭曲现象当光线照射到水面上时，我们明显观察到水面上出现了扭曲的现象。
这种扭曲是由于光线在不同密度介质中传播速度不同而引起的。
光线经过空气、水面和水下的不同介质时，会发生折射和反射，从而导致光线的路径发生变化，进而使我们看到的景象产生扭曲效果。
2. 出现了虚像和倒影在实验过程中，我们还观察到了水面上出现了虚像和倒影。
这是由于光线经过折射和反射后，在我们眼睛中形成了一种错觉。
虚像是指光线经过折射后似乎从水面下方发出，而倒影则是指光线经过反射后在水面上形成的景象。
3. 幻影的产生在特定的光线和环境条件下，我们还观察到了幻影的产生。
幻影是指由于光线的折射和反射而形成的一种虚假的景象。
在实验中，我们发现当光线从水面上方照射下来时，水面上会出现一个虚假的景象，仿佛是一个悬浮在空中的物体。
这种幻影的产生与大气中的折射现象密切相关。
五、实验结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 海市蜃楼是由光线在不同密度介质中传播速度不同所引起的扭曲现象。
用液体做海市蜃楼实验
作者： 苏珠双[1];官真[2]
作者机构： [1]福建师大;[2]福建师大
出版物刊名： 物理教师
页码： 24-24页
主题词： 空气层 上现蜃景 下密 沙漠地区 折射率分布 密度比 上疏 面反射 泡沫板 立象
摘要： “海市蜃楼”是在海边或沙漠地区时而可以看到的一种景象。
由于空气密度随温度升高而减少,对光的折射率也随之减小。
白天在海边,海面的气温比上空低,下层空气的密度比上层大,空气的折射率由下而上逐渐减小。
由下密上疏的空气层造成的蜃景叫“上现蜃景”,看到的现象是远方的景物悬在空中。
在沙漠贴近地面空气比较热,密度比较小,空气折射率由下而上逐渐增大。
由下疏上密的空气层造成的蜃景叫“下现蜃景”,看到的是远方景物的倒象,仿佛是从水面反射出来一样。
实验中演示海市蜃楼的实验不容易做成功,因为空气层不易保持稳定。
如果改用液体做这个实验可以取得较好效果:选两。
海市蜃楼演示实验
海市蜃楼演示实验【实验名称】海市蜃楼【实验目的】了解海市蜃楼物理原理【实验器材】海市蜃楼演示仪【实验原理】利用人工配制的折射率连续变化的介质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海市蜃楼景观。
自然界海市蜃楼的景象，在日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。
利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，使人能较长时间观察与研究这种现象。
海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代著名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景色，但并没有得到科学的解释。
由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。
这样更为自然景象蒙上了神秘的色彩。
在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”(溶液扩散层)，人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇色彩。
玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。
介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象。
如图所示是海市蜃楼演示装置其中A：水槽B：实景物：C：激光笔；D：射灯(220V 24W)；E：装置门；F：水管入口；G：观看实景物窗口；H：观看光在水槽内传播路径的窗口；K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；【实验操作与现象】(1)打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。
(2)打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。
【注意事项】1.切不可搅动容器中的溶液否则模拟的海市蜃楼景观将消失。
2.激光不可直射眼睛，以防损伤眼睛。
3.液体的配制:将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约4Kg食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出。
高中物理：海市蜃楼
海市蜃楼实验内容了解光在通过折射率不同的物质界面时会发生折射，即使是相同的物质，如果密度或溶质浓度不同，折射率也会不同。
在实验中验证“海市蜃楼”，光纤的原理。
所需材料薄型水槽（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或OHP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。
使用白炽灯作为光源），煤油，食盐，漏斗，烧杯。
实验方法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。
当然即便是真空状态也会有折射，要想使人们意识到在界面的折射的话，就要从知道不是空气的物质间的边界面开始。
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所示在漏斗项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，事先在水的底部沉下固体食盐，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23．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，放置一空水槽，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。
关于海市蜃耧的演示实验
关于海市蜃耧的演示实验
无名
【期刊名称】《黑龙江教育（中学教学案例与研究）》
【年(卷),期】2009()10
【摘要】器材：矩形玻璃容器1个，清水，酸性定影液（或食盐水，糖水，酒精，苏打水等）。
rn方法：在玻璃容器中，先放入密度较大的酸性定影液，然后用玻
璃棒导流法轻轻加入清水。
因这两种液体的折射率不同，起初两种液面分明，过一段时间由于扩散，界面就变得模糊，
【总页数】1页(P25-25)
【作者】无名
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】G424.31;G852
【相关文献】
1.海市蜃楼演示实验装置的创新改造 [J], 胡安正
2.电影《看不见的客人》与《海市蜃楼》的叙事艺术比较 [J], 邓献玲
3.日本多地高温,惊现海市蜃楼 [J], 东方IC(图)
4.关于海市蜃楼的演示实验 [J], 张烨
5.中埃携手筑梦“海市蜃楼”--埃及新首都CBD项目P1标段的BIM应用实践[J], 杨慧椋;刘典昆;王晶
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
海市蜃楼实验报告
海市蜃楼实验报告海市蜃楼实验报告一、引言海市蜃楼是一种自然现象，常常出现在沿海地区或者炎热的沙漠地带。
它给人们带来了无尽的遐想和探索的欲望。
为了更好地了解海市蜃楼的形成原理，我们进行了一系列的实验。
二、实验目的1. 探究海市蜃楼的形成原理；2. 验证海市蜃楼是否与大气折射有关；3. 研究海市蜃楼的观察条件。
三、实验材料和方法1. 实验材料：平坦的沙漠地带、水平线、望远镜、水；2. 实验方法：选择一个开阔的沙漠地带，放置水平线，通过望远镜观察水平线上方的景象。
四、实验过程和结果我们在一个炎热的夏日选择了一个沙漠地带进行实验。
首先，我们在地面上放置了一条水平线，以便观察。
然后，我们使用望远镜仔细观察水平线上方的景象。
在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象。
当地面温度升高时，我们能够看到水平线上方出现了一些模糊的景象，宛如一座城市的轮廓。
随着温度的升高，这些景象逐渐清晰起来，仿佛是一座真实存在的城市。
我们进一步观察发现，当我们用水洒在沙漠地面上时，这些景象变得更加清晰。
这是因为水分子的存在使得光线的折射程度发生了变化，进而影响了我们观察到的景象。
五、实验分析和讨论通过实验我们可以得出以下结论：1. 海市蜃楼的形成与大气折射有关。
当大气中存在温度差异时，空气密度发生变化，从而使光线发生折射。
这种折射现象会导致我们看到的景象发生偏移和扭曲，形成了海市蜃楼。
2. 水分子对海市蜃楼的形成起到了重要作用。
水分子的存在使得光线的折射程度发生变化，进而影响了我们观察到的景象。
因此，当我们在干燥的沙漠地带洒水时，海市蜃楼会更加清晰可见。
六、实验结论通过本次实验，我们验证了海市蜃楼与大气折射有关，水分子对其形成起到了重要作用。
我们的实验结果进一步加深了对海市蜃楼形成原理的理解。
七、实验的局限性和展望本次实验仅仅是对海市蜃楼形成原理的初步探究，还有许多未知的因素需要进一步研究。
未来，我们可以在实验中加入更多的因素，如大气湿度、地面温度等，以便更全面地了解海市蜃楼的形成机制。
基于一道物理竞赛题海市蜃楼现象演示及理论分析
作者： 潘刚[1];方莲[1];陈文娟[1]
作者机构： [1]合肥工业大学基础部,安徽合肥242000
出版物刊名： 物理教师
页码： 94-97页
年卷期： 2021年 第10期
主题词： 海市蜃楼;折射率;梯度;光线弯曲;演示装置
摘要：海市蜃楼是一种很奇妙的天气现象,其原理是在一定条件下,光线经不同密度的空气层发生显著折射,把远处景物显示在空中或地面.海市蜃楼的蜃景一般分为上现蜃景(正像),下现蜃景(倒像)和侧现蜃景三种,本文主要研究上现蜃景.为了探讨此问题,可以根据一道高中物理竞赛题的解题思想,结合相关文献提供的思路,搭建一个能模拟海市蜃楼现象的演示装置,据此给出海市蜃楼现象定量研究的理论与实验方法.。
海市蜃楼的原理及应用实验
海市蜃楼的原理及应用实验1. 简介海市蜃楼是一种自然现象，它是由于大气折射率的变化导致的光线折射现象，使得地面上的物体产生虚像，从而形成一种错觉。
海市蜃楼通常出现在沙漠、海滩或大片平坦的地区，给人们带来神秘的视觉体验。
2. 工作原理海市蜃楼的产生与大气的折射作用有关。
当大气中的温度和密度分布不均匀时，光线在通过不同密度的大气层时会发生折射，从而改变光线的传播路径。
海市蜃楼的主要原理是大气中的温度和密度梯度与光线的折射共同作用，使得光线沿着曲线路径传播。
3. 海市蜃楼的形态与特点海市蜃楼的形态和特点可以分为以下几类：3.1 正常海市蜃楼正常海市蜃楼是指折射率随高度的变化呈现逐渐变小的趋势。
在这种情况下，地面上的物体会产生折射，形成虚像。
虚像的位置可以是物体的正上方、下方或反转方向，具体取决于大气的折射变化。
3.2 逆海市蜃楼逆海市蜃楼是指折射率随高度的变化呈现逐渐变大的趋势。
这种情况下，地面上的物体会被折射，并形成实像。
逆海市蜃楼的出现较为罕见，大多数情况下，折射率都是随高度逐渐减小的。
3.3 多层次海市蜃楼多层次海市蜃楼是指折射率在大气中同时变化多次的情况。
这种情况下，会产生多个重影的物体，形成多重虚像。
多层次海市蜃楼常常出现在海洋表面或沙漠地带，给人以幻觉的错觉。
4. 海市蜃楼的应用实验海市蜃楼作为一种视觉现象，也可以通过实验来模拟和研究。
下面介绍几个常见的海市蜃楼应用实验：4.1 折射实验折射实验是最直接和简单的一种模拟海市蜃楼的实验。
实验过程中，可以通过使用水、油等具有不同折射率的介质，将光线通过不同介质中传播，观察折射现象。
这个实验可以帮助我们更好地理解折射原理和海市蜃楼的形成。
4.2 温度梯度实验温度梯度实验是通过控制物体的温度差异，形成大气中的温度梯度，从而模拟海市蜃楼的实验。
实验过程中，可以使用热源加热、冷却等手段来产生温度梯度，然后观察光线在大气中的折射现象。
4.3 大气湍流实验大气湍流实验是通过模拟大气的流动状态，研究湍流对海市蜃楼的影响。
55.海市蜃楼
实验五十五 海市蜃楼【仪器介绍】海市蜃楼演示仪，如图55-1所示，系统由外壳（开两侧观察窗）、容器、样品构成。
图55-1 演示仪结构图【操作与现象】在演示前需要提前配置工作液体，过程大约需要5个小时。
需要用到的附件包括：两只大水桶、大量食盐、一段保鲜膜、木棒等。
具体步骤为：1. 将两只大水桶分别装满清水。
2. 向其中一只水桶中加入大量食盐，并用木棒进行搅拌，以加速食盐溶解，如果环境温度较低，还可向水桶中加入热水。
边搅拌边加入食盐，直到食盐无法进一步溶解，即成饱和食盐溶液3. 将饱和食盐溶液注入到演示仪容器中，注入水位差不多为容器的1/2，静置10分钟。
4. 截取一段保鲜膜，轻轻的盖在饱和盐溶液表面上，将保鲜膜边沿留在容器外。
5. 非常慢速小心的将另一只水桶的清水倒在溶液容器里，在保鲜膜上方，注入水位差不多达到容器的3/4。
在注入过程中，尽量动作轻柔，避免液体剧烈运动。
略微静置。
6. 将保鲜膜小心抽出。
静置约5个小时后，即可进行观察了。
观察方法：打开样品室的照明灯，从正面观察窗观看样品室里的物体，注意关注物体的真实位置P1；从侧面观察窗，透过溶液池观看样品室里的物体，再次注意关注物体的位置P2。
会惊奇的发现，透过侧观察窗看到图 55-2 物体的真实位置与观察窗中看到的物体位置的物体位置P2比物体的真实位置P1高出许多。
如图55-2所示。
【原理解析】海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象。
当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候，光的速度不变，它以直线的方向前进，可是当光线倾斜地由一介质进入另一密度不同的介质时，光的传播速度就会发生改变，前进的方向也会发生完折，这种现象叫做折射。
空气本身不是一个均匀的介质，在一般情况下，它的密度是随高度的增大而递减的，高度越高，密度越小。
而空气的密度决定了其作为介质的折射率，密度越大，其折射率越高；密度越小，其折射率越低。
在陆地上的物体，反射的光线进入由密到疏的空气中，会随着密度的变化，而连续发生弯折，进入远方观察者的视野，而人们的习惯思维“光是沿直线传播的”就给出了这样的视觉效果，物体的像出现在了离开地面的半空中，即海市蜃楼（如图55-3）。
以演示实验为手段探究海市蜃楼现象成因
【专题名称】中学物理教与学【专题号】G36【复印期号】2010年10期【原文出处】《中学物理》(哈尔滨)2010年9期第19～21页【作者简介】陈洪云、丁哲，天津师范大学物理与电子信息学院（天津300000）。
【关键词】EEUU引言夏天在平静无风的海面上，或炎热的沙漠地带，人们有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现。
这种现象人们叫它海市蜃楼，也叫蜃景。
海面上的蜃景由于像比实物高出许多，这种现象被称为上现蜃景。
沙漠地带的蜃景叫做下现蜃景。
在我国，海面上的蜃景多出现在蓬莱和青岛一带。
现代研究显示“海市蜃楼”是大气中的光学现象。
从目前的资料来看，对“海市蜃楼”现象的解释有如下几种：有些研究者认为海市蜃楼现象是光的折射现象；一般研究者认为该现象是光的折射及全反射现象。
最近有人利用线性变折射率模型，定量分析了海市蜃楼现象。
导出大气中的光线方程，并研究了蜃像位置与观察者的关系，寻求海市蜃楼成因。
其实，对于自然界的海市蜃楼景象，有的正立空中；有的倒挂海面。
有时清晰逼真；有时若隐若现。
有的存留时间是五六天，有的仅存留几小时。
这种自然景观，随时随着大气条件的变化而变化，看上去确实神秘莫测。
所以人们对于蜃景的解释，较多的是理论猜测。
本文拟从演示实验入手，通过真实的实验现象，探索自然界海市蜃楼现象的产生原因，揭示现象的规律。
一、海市蜃楼演示实验概述自然界中海市蜃楼现象并不多见，对该现象的研究存在一定的困难。
但在实验室里可以实现蜃景的模拟演示。
具体做法是在一个前、后透光的金属外壳中，放置一个透明的玻璃池，玻璃池中可以装入透光介质。
在水槽的后面载物台上放置一个景物。
景物的斜上方安装有一个光源。
光源发出的光正好照射在景物上。
光线被景物反射后通过水池中的介质，光线通过介质时与介质相互作用，观察者在玻璃池前端观察窗中能看到景物所成的像。
1.液体介质的配制将装置门打开，向水池内注入半池的清水，再将3kg的食盐放入清水中，用玻璃棒搅拌，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一张薄塑料膜盖住下面的食盐溶液，再在薄膜上慢慢注入半池清水，水面稳定后，将薄膜轻轻从一侧抽出。
_海市蜃楼_产生原因实验
一、实验目的研究沙漠上“海市蜃楼”产生的原因。
二、实验器材长约１．６米、宽约２５厘米的光滑铁片一块，木架子１个，沙子若干，毛玻璃１块，深颜色的纸，火炉１个，手电筒１只，剪刀１把。
三、实验原理光线从密度大的空气层进入密度小的空气层时，总是向密度大的空气层那边偏折。
四、实验步骤１．把房间的门和窗都关上，使整个房间不通风。
２．把光滑铁片放在木架子上，在铁片上撒上薄薄的一层沙子作为沙漠的模型。
３．把毛玻璃放在铁片的一端，与铁片垂直。
４．用深颜色的纸剪成树和骆驼的模型贴在毛玻璃的上半部（铁片以上）。
５．铁片下面放一个火炉，均匀地加热铁片上的沙子。
６．用手电筒把毛玻璃板后上方照亮，这样从铁片的名人名言平静的湖面，练不出精悍的水手；安逸的环境，造不出时代的伟人。
———列别捷夫■湖南唐剑英学科实践“海市蜃楼”产生原因实验６１另一端看去，好像树木和骆驼后面衬托着明亮的天空。
装置图见图１。
五、实验现象加热铁片一段时间后，用手靠近沙面，如感到很热，就可以沿着薄铁片往毛玻璃方向观察，这时会发现沙面上好像出现了树木和骆驼的倒影，这就是“海市蜃楼”。
六、现象解释在铁片下均匀加热时，沙面的温度会很快升高，跟沙面接触的空气层因受热膨胀，密度减小。
因房间内不通气，空气很少流动，加之空气导热性差，故在沙面上方较高处的空气层比贴近沙面的空气层受热少，密度较大。
这样，沙面上的空气形成了上密下疏的状况。
从树木和骆驼射来的光线穿过这上密下疏的空气层时就要产生折射，入射角逐渐增大。
当达到临界角时，就会发生全反射，因而可在实验中看到树木和骆驼的倒影，如图２所示。
这就是沙漠上奇异的“海市蜃楼”产生的原因。
（编辑唐理）谚语精选百闻不如一见，百见不如一干。
图１图２学科实践６２。
“海市蜃楼”实验研究
道 的海 面蜃 景绝 大多 数 都是 正立 的 ， 所 以笔 者认 为修 改 的要 领是 在光 路 的弯 曲 以及 相 应 的解 释
中 图分 类 号 ： Ｇ６ ３ ３ ． ７
文 献 标识 码 ： Ａ
文 章 编号 ： １ ０ ０ ３ — ６ １ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ （ Ｓ ） ～ ０ ０ ０ ８ — ２
今 年 ４月 举 行 的 江西 省 第 七 届 中学 物 理 教
光 是 直线 传 播 ， 逆 着 入 眼光 线 “ 找” 物 而 看 到蜃 景 。用 激光 斜 向上 射入食 盐水 ， 弯 曲 的光路 印证
了 以上 的分 析 。
２ 蜃 景 倒 正
２ ． １ 问题 的 提 出
学改 革创 新大 赛 中 ， 笔 者执 教 的《 全 反射 》 获一 等
奖并 代 表 江 西省 参 加 八 月在 宁夏 银 川举 行 的全 国大赛 ， 获全 国一等 奖 。 本课 的创新 实验 “ 海市 蜃 楼” 及其 教学 效果 引人关 注 。 海 市 蜃 楼是 自然 奇 观 ， 可 遇 而 不 可求 ， 在 教 室做海 市蜃 楼模 拟实 验 ，学生 自然 是拍 手称 快 。
高度 和物 体 的位 置 ， 居 然 看 到 了倒 立蜃 景 ， 学 生 兴趣 高 涨 ， 深 究 其 因。 激光 笔显 示的 光 路 提 供 了事 实依 据 ， 光 路 图分 析 自
然而然． “ 海 市蜃 楼 ” 的 实验 研 究得 以 深入 。 关键 词 ： 海 市 蜃楼 ； 全反射 ： 实验
图 １ 揭 秘 海 市 蜃 楼 图
本 文 为 重 庆 市人 文社 会 科 学 重 点研 究基 地 重 点 项 目 “ 普 通 高 中科 学类 模 块 课 程 教 学 实施 调 查 及 国 际 比 较 研 究”
海市蜃楼实验报告
海市蜃楼实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是通过搭建模型，观察和研究海市蜃楼的形成原理及影响因素。
二、实验原理
海市蜃楼是一种光学现象，由于大气的折射作用，使水平面上的远处物体在视线上产生了扭曲和变形的现象，从而产生出类似于城市、山脉等景象的虚像。
其产生过程主要是由于大气密度和温度的变化而引起的光线折射和反射。
三、实验步骤
1. 准备实验材料：金属平板，凸透镜，盆子，水，橡皮筋；
2. 在平板上固定凸透镜，并将盆子中的水倒入平板上；
3. 让同学拿着手电筒从不同角度照射凸透镜，观察到的光线表现，并记录下实验数据；
4. 将橡皮筋固定在平板底部，即光线通过的方向，制成不同角度的弯曲状态，并再次进行实验观察和记录实验数据。
四、实验结果
通过实验观察，可以发现以下两个结果：
1. 入射光线角度对海市蜃楼的形成有很大的影响，当入射角度与贴近水平面时，虚像的形状更接近于真实物体；
2. 当光线通过不同角度的弯曲状态时，也会对虚像的形状造成影响。
五、实验结论
1. 大气密度和温度的变化会引起光线的折射和反射，进而形成海市蜃楼现象；
2. 入射角度及光线弯曲程度都会影响海市蜃楼的形状及形成过程。
六、实验心得
通过本次实验，我对海市蜃楼的形成原理和影响因素有了更深入的了解，同时也体会到了科学探究的乐趣。
在实验中，我们还需要精细的观察和仔细的记录实验数据，只有这样才能保证实验的准确性和结果的可靠性。
希望在以后的科学学习中，能够充分发扬这种科学精神和探究精神。
海市蜃楼现象的实验演示
海市蜃楼现象的实验演示作者：胡君亮文章来源：《物理教师》海市蜃楼现象大多发生在海面和沙漠上，所以这种现象不是很常见。
现在随着高等级公路的建设，在这种长距离水平的路面上，夏天时常会看见远处汽车的倒影。
本文所设计的海市蜃楼现象的实验演示方法，能够使公路上的海市蜃楼现象在教室中产生。
取高2.0cm、宽7.5cm的“U”形的铝合金2.0m长，厚1.0cm、宽4.0cm、长2.0m的木条两根，在木条侧面距边缘1cm处每隔5cm左右拧一排羊耳螺丝。
在铝合金两个侧面各打5个圆孔，将木条和铝合金用螺丝拧接在一起(如图1所示)。
取一条额定功率为800W或1000W的电炉丝，将卷绕着的电炉丝拉直，最好是电炉丝拉直后通电并施加较大的拉力，然后在保持拉力的情况下切断电源，这样电炉丝就不会变形了。
把电炉丝固定在羊耳螺丝上成“W”状(如图2所示)。
到铸造厂取一些翻砂后的黑色细沙，用细筛筛取较细的细沙，铺在铝合金上，大约2mm厚(注意：细沙的表面一定要平整，可以用三角板刮平)。
将木条和铝合金水平放置，在距铝合金一端约1m处竖直固定一枚1元硬币，硬币的下端与细沙面相平(如图3所示)，将电炉丝接在220V的电源上，电炉丝对铝合金和细沙加热，使细沙表面温度升高，而上层空气温度相对较低，形成折射率下层小上层大的逆温层。
这时，在铝合金的另一端观察，可以同时看到硬币以及整个硬币的倒影。
因为铝合金表面本来就会反射，所以必须在铝合金上面铺上一层黑色的细沙。
由于空气不是太稳定，所以看到的倒影有点晃动。
观察到海市蜃楼现象后，可以切断电源，铝合金和细沙的余热还可以使海市蜃楼现象维持一段时间，过2~3分钟后再通电。
用这套装置可以让学生在教室中观察海市蜃楼现象，但只能单个学生观察，如果结合多媒体或摄像头和电视机，就能够在课堂教学中进行演示实验了。
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海市蜃楼演示实验 Prepared on 22 November 2020
【实验名称】海市蜃楼
【实验目的】了解海市蜃楼物理原理
【实验器材】海市蜃楼演示仪
【实验原理】
利用人工配制的折射率连续变化的介
质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线
弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海
市蜃楼景观。
自然界海市蜃楼的景象，在
日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。
利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，使人能较长时间观察与研究这种现象。
海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代着名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景色，但并没有得到科学的解释。
由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。
这样更为自然景象蒙上了神秘的色彩。
在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”(溶液扩散层)，人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇色彩。
玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。
介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象。
如图所示是海市蜃楼演示装置
其中
A：水槽
B：实景物：
C：激光笔；
D：射灯(220V24W)；
E：装置门；
F：水管入口；
G：观看实景物窗口；
H：观看光在水槽内传播路径的窗口；
K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；
【实验操作与现象】
(1)打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。
(2)打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。
【注意事项】
1.切不可搅动容器中的溶液否则模拟的海市蜃楼景观将消失。
2.激光不可直射眼睛，以防损伤眼睛。
3.液体的配制:
将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约4Kg食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水
近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出。
此时，清水和食盐水界面分明，大约需10小时以后，由于扩散，界面变没了，在交界处形成了一个扩散层，液体的折射率由下向上逐渐减少，产生一个密度梯度，此时液体配制完成。