复杂蜃景的定量分析与模拟

复杂蜃景通常表现为在竖直方向上同时呈现3个以上的正立或倒立、拉伸压缩交替、扭曲的像.本文首先通过物理实验复现了这种复杂的光学现象,探究了蜃景随观测距离的变化;然后通过数值模拟定量分析了蜃景的变化规律.结果表明:蜃景的个数、位置和形状会随着观察者与介质的距离、介质折射率梯度以及介质厚度的改变而改变,其中倒立蜃景的压缩程度和出现的初始距离分别与介质梯度呈正相关和负相关,而正、倒立蜃景的间距与介质厚度呈负相关.

海市蜃楼中复杂蜃景现象的成因探究与分析

蜃景是最为变幻多端、神秘莫测的一种海市蜃楼现象,其英文原译为“Fata Morgana”。它是光在大气逆温层的波管中发生一系列的折射和反射而形成的多组、正立或倒立或扭曲或缺陷或重叠变化的像,下现蜃景、上现蜃景和三相蜃景都只是复杂蜃景现象的一部分,它是真实存在的光学现象。本论文叙述了海市蜃楼词源由来、复杂蜃景现象的定义和成像特点,同时以上现蜃景为例进一步探究了复杂蜃景现象的光学本质和成因分析,希冀对读者留有启发和思考。

“海市蜃楼”的理论研究

本文从近轴光线方程·n出发，根据折射率随高度变化的规律，求解出在“上现蜃景”和“下现蜃景”中光线的轨迹，给出“海市蜃楼”的定量结果，理论与实验完全一致。