你一定聽說過一個自然現象叫“海市蜃樓”，譬如在海麵上或者沙漠中，會看到遠處顯現出一座城市，甚至一片綠洲。海市蜃樓到底是什麽？
其實海市蜃樓的原理非常簡單，就是光的折射。首先，要明確海市蜃樓裏展現的景象都是真實存在的，隻不過它不在你看到的位置而已。所謂海市蜃樓，就是把真實存在的景象通過折射原理挪了一個位置後讓你看到。
我們知道光在不同的透明介質裏的運動速度是不一樣的。比如，光在玻璃中的運動速度隻有在真空中的2/3，所謂透明介質的折射率，就是用光在真空中的速度，除以它在這種透明介質裏的速度，譬如玻璃的折射率就是3∶2等於1.5。折射現象，就是光從一種介質斜著運動到另外一種介質當中，它走的路線會彎折，例如把一雙筷子放在一碗水裏在你看來筷子進入水中時就彎折了。
海市蜃樓經常在海麵上或者沙漠裏出現，是因為海麵上水汽多，靠近海麵的水汽濃，遠離海麵的水汽稀薄，水汽的密度變化會導致折射率的變化，而沙漠表麵溫度高，沙漠表麵上方的溫差大，這兩種情況都可以讓上方的空氣形成折射率變化的梯度。沙漠表麵的空氣溫度高，沙漠上空的空氣溫度低，溫度的高低會影響空氣折射率的大小。在沙漠或者海麵上的空氣，隨著高度的變化，空氣折射率的大小也會發生變化。
簡單畫一個光路圖你就明白海市蜃樓的原理了，遠處的風景發出來的光線在通過折射率隨高度變化的介質時，就會拐著彎跑到觀察者的眼睛裏。由於我們大腦理解的視覺信號都是做反向延長線的，所以就會覺得遠處好像有風景一樣。並且，由於光線的傳播方式隨折射率變化規律而變化，所以海市蜃樓的景象往往是倒立的。我們在海市蜃樓裏看到的景象其實跟我們看水裏的筷子會彎折，在原理上也差不多。筷子是真實存在的，隻是它並不在我們眼睛看到的那個位置。