在山東省蓬萊縣城北1千米，瀕臨渤海的丹崖山頂上，有一座重簷八角，繞以回廊的殿閣，那就是有名的蓬萊閣。關於它有著許多美麗的傳說，因此有蓬萊仙境之稱。相傳我國古代有海上三仙山，就是蓬萊、方丈和瀛州。當年方士徐福受秦始皇之命出海求仙，即由此入海。神話中的八仙過海的故事也說是在這裏發生的。
蓬萊閣創建於北宋嘉祐年間，如遊人登臨閣上，北望長山列島、虛無縹緲，東北海疆、澄波萬頃。特別令人神往的是這裏的海市蜃樓：在平靜無風的日子裏，憑閣眺望，可以看到有遠山、船舶、市鎮、街道映現在空中。宋代大科學家沈括在《夢溪筆談》中對這種奇觀作了生動的記述：“登州海中時有雲氣，如宮室台觀，城堞人物，車馬冠蓋，曆曆可睹。”而大文學家蘇東坡的《登州海市詩》（宋代的登州即今天的蓬萊縣）更是膾炙人口。詩曰：“東方雲海空複空，群仙出沒空明中。蕩搖浮世生萬象，豈有貝闕藏珠宮。”那麼，為什麼把這種奇觀叫做蜃樓呢？原來我國早在秦漢時代已注意到了這種現象，當時人認為這些映現在空中的亭台樓閣，乃是傳說中的蚊龍——“蜃”吐出的氣，變幻不定而形成的，所以稱為“蜃樓”。後來經過人們長期的觀測和研究，對這種說法表示懷疑。沈括在上麵一段引文後寫道：“謂之‘海市’或曰，‘蚊蜃之氣所為’，疑不然也。”蘇東坡的詩名“豈有貝闕藏珠宮”也提出蜃氣不能夠成為宮殿。
那麼海市的形成原因究竟是什麼？明、清學者陳霆、方以智、遊藝等人在觀測和研究的基礎上，提出了“氣映”的說法。《物理小識》中說：“海市或以為蜃氣，非也。”張瑤星曰：“登州鎮署後太平樓，其下即海也。樓前對數島，海市之起，必由於此。”該書中還說：“氣映而物見，霧氣白湧，即水氣上升也。水能照物，故氣清明上升者，亦能照物。”在遊藝所著的《天經或問後集》一書中，有一幅珍貴的插圖，圖中畫出城樓所成的蜃景，旁邊注說：“昔曾見海市中城樓，外植一杆，乃本府所植者。”既然海市中見到城樓上的豎杆，是作者所植的真實豎杆的幻景，那麼蜃景乃是遠處的城廓經過上層氣體的光折射而產生的幻景也就不喻自明了。
我們再用現代科學原理來分析海市蜃樓的成因。眾所周知，海水的熱容量很大，即使在強烈的陽光照射下，水溫也不容易升高。這樣一來，使海麵上的空氣層出現了上暖下冷的逆溫現象：接近海麵的空氣受海水溫度的影響，氣溫較低，而稍高的空氣層在日光的照曬下，氣溫反而高。這樣引起了空氣密度上層小，下層大的異常狀況。在風力微弱的天氣裏這樣的空氣層保持著相對的穩定。那麼密度小的上空氣層就會像鏡子一樣把離蓬萊閣有數十華裏之遠，原來不可能被看到的海中諸島發出的光線，反射入人們的眼簾，使觀察者目睹這處在虛無縹緲之中的空中映像。
設O為蓬萊閣上的觀察者，A為海中一個小島。由A發出的光從密度大的空氣下層（光密媒質）向上射出，由於空氣的密度逐漸變小，所以光會逐漸偏離法線方向（即折射角逐漸增大），沿著一條AC曲線前進。光線到達C點時，由於入射角大於臨界角，發生了全反射。光從C點折回時則從密度小的空氣上層進入密度大的空氣下層，光線會逐漸靠近法線方向，沿著CO曲線，進入觀察者的眼簾。而觀察者見到的小島映像是沿著OC曲線在O點的切線方向，顯然小島的像A′比小島A的位置抬高了許多，所以這種蜃景也稱為上現蜃景。除了在海邊可以看到上現蜃景之外，還有一種下現蜃景，則要在沙漠中才能見到。相傳1789年夏天，法國拿破侖一世率大軍入侵埃及，部隊在沙漠裏前進時，常常被這種蜃景所惑。在遠處的沙丘間常常看到有樹林、湖泊，或軍隊、旌旗，時隱時現，致使軍心浮動，惶惶不安。此時隨軍有位數學家名叫蒙日對此現象做了認真的研究，弄清楚其中的道理。用現在的話來說，蒙日認為沙漠地域十分幹燥，陽光之下很容易升溫。而空氣卻並不善於導熱，這樣下層的空氣因靠近地麵溫度較高，而幾米高的空氣層溫度則要低得多。