图片中折弯的铅笔，就是生活当中常见的“光折射现象”。

　　通常光沿直线传播，这句话隐含的前提是在真空条件下或者是均匀介质当中，光沿直线传播，但如果是光从两种不同的介质当中经过，就会发生“折射现象”，比如水中折弯的铅笔，色散的三棱镜等等。

　　光为什么会发生折射呢？

　　法国数学家“皮埃尔·德·费马”的解释最为巧妙，光在空气当中和水中的速度并不相同，一束光想要从空气当中的A点到达水中的B点，显然它可以选择很多条线路，但我们只看到了特定的一条线路，因为这条线路是用时最短的一条线路，换句话说为了达到以最短的时间从A点到B点，光才选择了折射，这就是“费马最小作用量原理”。

　　一旦用“费马原理”考虑折射，这里还有一件需要说明的事情，那就是对于光来说，某条用时最短的线路它会是一条曲线，比如说在密度不均匀的非均匀介质当中，光就会以曲线的形式进行传播。

　　举例说明：

　　一个装满清水的水缸，向里面加入白糖，此时水缸中的溶液就会处于密度不均匀的状态，然后用激光笔横向进行照射，就会出现光线弯曲现象。

　　海市蜃楼现象

　　如果你明白了上面的折射原理，就可以理解大自然当中的海市蜃楼现象了，海市蜃楼又细分为上蜃景和下蜃景，烧脑的部分开始了：

　　下蜃景：

　　是一般比较常见的，比如说炎热夏天的高速公路上，远处的车辆会在地面以下形成一个“倒立的虚像”，（不知道的观察者看到这影像会以为，车是在有水的路面行驶）这就是因为夏天地表的温度过高，水蒸气上升，导致地表的空气变得稀薄，在底层大气就会形成密集梯度，因此有一部分光线就会沿着曲线传播，我们看到的“倒立的虚像”就是这一部分光线的反向延长线所形成的“虚像”。

　　上蜃景：

　　上蜃景的原理刚好与下蜃景相反，由于海水的温度要比空气的温度要低，海面处的空气潮湿密度又比较大，因此同样会形成密度梯度，接着就有可能会形成海市蜃楼的壮丽奇观。

　　为什么一般看到的上蜃景都是正立的像，而下蜃景却都是倒立的像呢？

　　由于光在非均匀介质当中行走的线路是一条曲线，再加上地表的遮挡原因，所以在下蜃景当中，曲线A入射人眼时的切线斜率就会大于曲线B入射人眼时的切线率，根据反向延长线就会发现下蜃景成倒立的像。但在上蜃景当中，由于具有温度梯度的空气厚度相对于物体来说比较大，所以曲线一般并没有明显的差异，因此通过反向延长线可知，上蜃景为正立的像，但这也不是绝对的，因为上上蜃景也会出现倒立像的情况，只是并不多见。

　　为什么会找不到投影出来的图像真实原型位置或者物体

　　“海市蜃楼”并不是现代的独有景色，早在古代对这种奇异的现象就曾有过多次记载，其中宋代最著名的天文学家之一“沈括”在他《梦溪笔谈》中就有过记载。根据每个年代所观察到的海市蜃楼投影表明，海市蜃楼投射出来的景像就是与其对应的年代有关，并不会出现跨时代的影像，这就意味着海市蜃楼就是现实世界的真实投影，古代是绝对不可能出现代世界的图像，反之现代也不会投影出古代的图像，这就直接证明了海市蜃楼就是现实世界的投影，只不过它是一种光的折射现象，并不是无中生有的玄幻。

　　海市蜃楼最难解释的诡异之处，也是常常大家会问到的一个问题，为什么会找不到投影出来的图像真实原型位置或者物体，造成这种情况的原因最主要有以下三个：

　　第一个原因：

　　光线，空气等因素改变了其真实原型，上面的折射原理相信大家已经清楚了，温度梯度会的空气厚度会改变原型物体的一些外在变化，影像在水气中经过无数次不规则的光线折射反射原理，促使图像发生了变形扭曲等一些变化，在这种情况下想找到原型建筑就会非常困难了，除非投影出来的物体有标志性的文字或图像。

　　第二个原因：

　　海市蜃楼的景色并不是固定的，有一些投影出来的图像是由多个地方的物体组成的，因此想要找到其真实的原型就较为困难了。

　　第三个原因：

　　因为距离的变化造成影像变得极模糊，想要观察到很清楚的影像那就是不可能的了，不同的角度的光线折射会让所看到的景像失去原有的轮廓，以及多个地方的景像叠加到一起等因素，基本很难具体确认到底是现实中的具体位置。

　　黄姤·结语

　　虽然目前还没有明确的证据和实验来解释海市蜃楼，但是光线折射的确会造成海市蜃楼现象，海市蜃楼现象其中还存在许多内在因素没被研究出来，目前只是知道光线折射这个原因，或许在未来的科学研讨中会有更多好的答案解释这一诡异现象。