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烈日炎炎，燒烤著戈壁大地，浩瀚的沙漠上，蒸騰著滾滾熱浪。天空沒有一絲云彩，也沒有一點風。一支干渴的駱駝隊艱難地行進著。突然，在遠處的地平線上，奇跡般地出現(xiàn)了一片綠洲，綠洲內(nèi)翠柳成蔭，倒映在一個微波蕩漾的湖面上。這是一幅多么迷人的景色呀?選它驅(qū)散了游人的疲勞，給人們帶來了希望。正當人們滿懷喜悅的心情向著綠洲奔去的時候，它又消失了。

這種神秘的幻景也常常出現(xiàn)在海面上。在天氣晴朗、平靜無風的時候，有時會在海面上空浮現(xiàn)出一座城市，亭臺樓閣完整地顯現(xiàn)在空中，來往的行人、車馬清晰可見，城市景色變化多端，然后逐漸模糊消失。這種神秘的模糊的幻景，人們稱為“海市蜃樓”。這種奇妙的幻影究竟是怎樣產(chǎn)生的呢！

我們知道，空氣的密度隨溫度的變化而變化，而空氣密度的變化又使它對光的折射率發(fā)生影響。在炎熱的夏天，沙漠上空的溫度逐漸減低，密度逐漸增大，而空氣的折射率也逐漸增大。在無風的時候，由于空氣的導(dǎo)熱性差，這種折射分布不均勻的狀態(tài)能持續(xù)一段時間。為了說明沙漠綠洲的形成原因，設(shè)想將空氣從地平面算起分成若干個平行的折射率層，從下往上每層的折射率遞增。

當日光照到一棵樹上，樹上反射的一條光線從上層（折射率高）射向下層（折射率低），根據(jù)光的折射定律，這條光線向折射率大的方向偏折。如果光線射到某一層，入射角大于臨界角時，它將產(chǎn)生全反射，再度向上偏折，最后射入人們的眼睛，就會感到它好像從一面“鏡子”上反射出來的一樣，這面鏡子就是最后反射光線的那層空氣。遠遠看去，就像是地平線上泛起的一灣湖水，地面上的景物倒映在湖水之中。

當被太陽曬熱的大氣微微地顫動時，便使人感到湖面上水波蕩漾。這就是“沙漠綠洲”的形成原因。海面上出現(xiàn)海市蜃樓的理由與此相似。因為靠近海面的溫度比較低，而上方的空氣溫度較高，與沙漠上空的溫度分布剛好相反，因此從實際景物反射出來的光線將向下彎曲，出現(xiàn)的幻景比實際景物高，看起來就像浮現(xiàn)在空中一樣。