當光線在同一密度的均勻介質內進行的時候，光的速度不變，它以直線的方向前進，可是當光線傾斜地由這一介質進入另一密度不同的介質時，光的速度就會發生改變，進行的方向也發生曲折，這種現象叫做折射。當你用一根直杆傾斜地插入水中時，可以看到杆在水下部分與它露在水上的部分好像折斷的一般，這就是光線折射所成的，有人曾利用裝置，使光線從水裏投射到水和空氣的交界麵上，就可以看到光線在這個交界麵上分兩部分：一部分反射到水裏，一部分折射到空氣中去。如果轉動水中的那麵鏡子，使投向交界麵的光線更傾斜一些，那麼光線在空氣中的折射現象就會顯得更厲害些。當投向交界麵的光線如左下圖所示的情況時，光線就全部反射到水裏，再沒有折射到空氣中去的光線了。這樣的現象叫做全反射。空氣本身並不是一個均勻的介質，在一般情況下，它的密度是隨高度的增大而遞減的，高度越高，密度越小。當光線穿過不同高度的空氣層時，總會引起一些折射，但這種折射現象在我們日常生活中已經習慣了，所以不覺得有什麼異樣。在夏季，白晝海水濕度比較低，特別是有冷水流經過的海麵，水溫更低，下層空氣受水溫更低，下層空氣受水溫影響，比上層空氣更冷，所以出現下冷上暖的反常現象，而正常情況是下暖上涼，平均每升高100米，氣溫降低0。6℃ 左右。下層空氣本來就因氣壓較高，密度較大，現在再加上氣溫又較上層更低，密度就顯得特別大，因此空氣層下密上疏的差別異常顯著。
光的折射
根據物理學原理，海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海麵上冷空氣與高空中暖空氣之間的密度不同，對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯係。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。
海市蜃樓是光線蜃景的種類很多，根據它出現的位置相對於原物的方位，可以分為上蜃、下蜃和側蜃；根據它與原物的對稱關係，可以分為正蜃、側蜃、順蜃和反蜃；根據顏色可以分為彩色蜃景和非彩色蜃景等等。就拿下蜃的形成來說吧。夏季沙漠中烈日當頭，沙土被曬得灼熱，因沙土的比熱小，溫度上升極快，沙土附近的下層空氣溫度上升得很高，而上層空氣的溫度仍然很低，這樣就形成了氣溫的反常分布，由於熱脹冷縮，接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大，這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當遠處較高物體反射出來的光，從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射，其入射角逐漸增大，增大到等於臨界角時發生全反射，這時，人要是逆著反射光線看去，就會看到下蜃。柏油馬路因路麵顏色深，夏天在灼熱陽光下吸收能力強，同樣會在路麵上空形成上層的空氣冷、密度大，而下層空氣熱、密度小的分布特征，所以也會形成下蜃。
自古以來，蜃景就為世人所關注。在西方神話中，蜃景被描繪成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我國古代則把蜃景看成是仙境，秦始皇、漢武帝曾率人前往蓬萊尋訪仙境，還多次派人去蓬萊尋求靈丹妙藥。現代科學已經對大多數蜃景作出了正確解釋，認為蜃景是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像，所謂蜃景就是光學幻景。
蓬萊仙境
知識卡片：
光的折射
光從一種透明介質斜射入另一種透明介質時，傳播方向一般會發生變化，這種現象叫光的折射。理解：光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處，隻是反射光返回原介質中，而折射光則進入到另一種介質中，由於光在在兩種不同的物質裏傳播速度不同，故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化，這就是光的折射注意：在兩種介質的交界處，既發生折射，同時也發生反射。反射光光速與入射光相同 ，折射光光速與入射光不同
5．雷雨後清新的空氣
我們在森林、瀑布、海邊或是在夏天雷雨過後，總感覺空氣十分清晰，雨過天晴，天空顯的特別藍，空氣也特別新鮮。人們呼吸也特別地舒服。