视频字幕
海市蜃楼是一种奇妙的光学现象，当光线在不同密度的空气层中传播时，会发生折射现象。根据斯涅尔定律，光线从密度较小的介质进入密度较大的介质时，会向法线方向弯曲。这种折射现象是理解海市蜃楼形成机制的关键基础。
大气中的温度分布不均匀，形成明显的分层结构。地面附近温度高，空气密度小；高空温度低，空气密度大。这种密度梯度直接决定了光的折射率分布。根据公式，折射率与空气密度成正比，因此不同高度的空气层具有不同的光学性质，为海市蜃楼的形成提供了必要的物理条件。
下现蜃景主要出现在沙漠和炎热路面上。当地面温度极高时，贴近地面的空气密度最小，随着高度增加，空气密度逐渐增大。光线从远处物体发出后，在这种密度梯度中向上弯曲，最终到达观察者眼中。由于大脑习惯于直线传播的光线，会将弯曲的光线反向延长，形成倒立的虚像，看起来就像物体倒映在地面上一样。
上现蜃景多出现在海面和湖面上空，形成条件与下现蜃景完全相反。当水面温度较低，而上层空气温度较高时，空气密度自下而上递减。光线从远处物体发出后，在这种密度梯度中向下弯曲，到达观察者眼中。大脑将弯曲的光线反向延长，形成悬浮在空中的正立虚像。这就是为什么在海上经常能看到船只或岛屿悬浮在空中的奇妙景象。
沙漠蜃景和海洋蜃景在形成机制上存在根本差异。沙漠蜃景属于下现蜃景，由地面高温造成的密度梯度形成，观察者看到倒立的虚像出现在地面下方，常被误认为水面倒影。海洋蜃景属于上现蜃景，由水面低温和上空高温的反向密度梯度形成，观察者看到正立的虚像悬浮在空中。两种蜃景的温度梯度方向、光线弯曲方向和虚像位置都完全相反，体现了光学原理在不同环境条件下的不同表现。