各位家长有没有带娃刷到过蓬莱海市蜃楼的视频？孩子好奇地问“这是真的吗？”“为什么会凭空出现？”
今天这篇文，不仅帮你给孩子讲明白海市蜃楼的科学原理，还附1个在家就能做的简易小实验，材料常见、步骤简单，既能满足孩子的好奇心，又能悄悄培养科学思维，再也不用怕孩子追问“十万个为什么”～
实验材料
实验步骤
步骤1
向透明水槽中加入清水和食盐，等待食盐在水中完全溶解。这个过程中可以用搅拌棒进行搅拌，加速食盐均匀溶解。
步骤2
在溶解好的盐水表面铺上一层塑料布，确保塑料布完全覆盖水面，随后沿着塑料布边缘缓慢倒入清水，避免两层水提前混合。
步骤3
小心地将塑料布从水槽中抽出，此时能清晰看到盐水与清水之间形成一条明显的分界线，随着盐水和清水逐步混合均匀，这条分界线会逐渐模糊。
步骤4
用激光笔照射两层水的交界处，此时可以直观地观察到，原本沿直线传播的激光发生了明显的弯折。
步骤5
保持激光笔照射两层水的交界处，观察光线弯折现象，同时将橡皮鸭置于水槽后方。此时会看到两个特殊的影像：一是清水水面形成的橡皮鸭倒像，这是光的镜面反射产生的效果；二是在橡皮鸭的正上方，凭空出现了另一只正立的橡皮鸭虚像。这个“凭空”出现的虚像，正是对蓬莱海市蜃楼奇观形成原理的直观模拟。
实验原理
由于盐水的密度大于清水，当两者在水槽中分层时，水的密度会随着高度的增加而逐渐减小。与之对应的是，水对光的折射率也会随高度升高而减小，最终在水槽内形成具有折射率梯度的介质层。
橡皮鸭反射的光线进入这一介质层后，传播路径会逐渐向下弯曲。当光线的入射角达到临界值时，光线就会在介质层内发生全反射；经过全反射的光线改变传播方向，再次折射进入人眼。这样，我们就看到了一个位于实物上方的正立虚像，即“海市蜃楼”。
再看蓬莱的自然环境：作为临海城市，海水的比热容大于陆地，夏季海面空气较冷，密度较高，上层空气较暖，密度较低，在空气中形成了一个与实验类似的下密上疏的折射率梯度层。当远方景物的光线在此气层中发生类似的折射与全反射，便形成了游客们津津乐道的海市蜃楼奇观。
海市蜃楼是光“玩”的折射把戏，下次再遇海上“仙山”，你或许会笑着想起：原来这奇观，早被我们在小水槽里演过一遍啦。
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责任编辑｜赵青云 李雅欣
运营编辑｜李雅欣
质量审核 | 原飞燕
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《自制“海市蜃楼”》，撰文/刘楚薇（国家卫星气象中心〔国家空间天气监测预警中心〕），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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