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    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这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。当你用一根直杆倾斜地插入水中时,可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好像折断的一般,这就是光线折射所成的,有人曾利用装置,使光线从水里投射到水和空气的交界面上,就可以看到光线在这个交界面上分两部分:一部分反射到水里,一部分折射到空气中去。如果转动水中的那面镜子,使投向交界面的光线更倾斜一些,那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。

    空气本身并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。当光线穿过不同高度的空气层时,总会引起一些折射,但这种折射现象在我们日常生活中已经习惯了,所以不觉得有什么异样。

    在夏季,白昼海水温度比较低,特别是有冷水流经过的海面,水温更低,下层空气受水温更低,下层空气受水温影响,比上层空气更冷,所以出现下冷上暖的反常现象,下层空气本来就因气压较高,密度较大,现在再加上气温又较上层更低,密度就显得特别大,因此空气层下密上疏的差别异常显著。

    假使在我们的东方地平线下有一艘轮船,一般情况下是看不到它的。如果由于这时空气下密上稀的差异太大了。来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密的气层中来;经过这样弯曲的线路,最后投入我们的眼中。我们就能看到它的像。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多,所以叫做上现蜃景。

    明袁可立《观海市》诗并序:“余建牙东牟,岁华三易。每欲寓目海市,竟为机务缨缠,罔克一觐。甲子春,方得旨予告,因整理诸事之未集,又两阅月,始咸结局。于是乃有暇晷。仲夏念一日。偶登署中楼。推窗北眺,于平日沧茫浩渺间俨然见一雄城在焉。因遍观诸岛,咸非故形。卑者抗之,锐者夷之;宫殿楼台,杂出其中。谛观之,飞檐列栋,丹垩粉黛,莫不具焉。纷然成形者,或如盖,如旗,如浮屠,如人偶语。春树万家, 参差远迩,桥梁洲渚,断续联络,时分时合,乍现乍隐,真有画工之所不能穷其巧者。世传蓬菜仙岛,备诸灵异,其即此是欤?自已历申,为时最久,千态万状,未易弹述。岂海若缘余之将去而故示此以酬夙愿耶?因作诗以记其事云。 登楼披绮疏,天水色相溶。 云霭洚无际,豁达来长风。 须臾蜃气吐,岛屿失恒踪。 茫茫浩波里,突忽起崇墉。坦隅迥如削,瑞采郁葱葱。阿阁叠飞槛,烟霄直荡胸。遥岑相映带,变幻纷不同。峭壁成广阜,平峦秀奇峰。高下时翻覆,分合瞬息中。云林荫琦坷,阳麓焕丹丛。浮屠相对峙,峥嵘信鬼工。村落敷洲渚,断岸驾长虹。人物出没间,罔辨色与空。倏显还倏隐,造化有元功。秉钺来渤海,三载始一逢。纵观临已申,渴肠此日充。行矣感神异,赋诗愧长公。”是现存蓬莱阁诗文中记述海市最真实得体的一篇文章。

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