大自然里光在變魔術

張珠容

光在自然界有無數形態：自己能發光的太陽、借太陽光的月亮、通過反射和折射變出的彩虹……除了這些，光還可以變出許多其他魔術，我們今天就去看看。

魔術一：極光

北極圈進入極夜后，黑暗的天空中偶爾會出現絢麗的光芒，這就是是極光！傳說，對著極光許愿，我們的愿望就會實現。其實，極光只是一種絢麗多彩的等離子體現象：當地球的磁場遭遇太陽風的強烈擾動，地球磁層中的帶電粒子和太陽風中的帶電粒子就會沉降進入地球大氣層，與中性大氣層相互碰撞，以發光的形式釋放能量。這時，極光就形成了。

這個魔術需要的條件很嚴苛，有大氣、磁場、高能帶電粒子，還有場地。千萬不要以為到了北極圈就能看到極光，舉個例子，挪威這個北歐國家因為霧氣很大，能見度比較差，看到極光的概率相對就比較小。

哪里比較容易看到這場魔術秀呢？經過科學家、攝影人員及探險人員的觀察，得出一個結論：阿拉斯加是全球觀看極光最理想的場所。這是因為它的緯度在極光的活動帶上，不僅天空少云清澈、干燥無風，而且觀測期很長，一年平均有240天都能看見極光。在這個需要運氣的自然現象面前，阿拉斯加受到了全世界極光愛好者的青睞。

魔術二：流星雨

新年伊始，顆顆流星劃過天空，裝點著有些枯燥的夜空。這時候，我們要趕快閉眼許愿，說不定愿望就會實現了。這就是象限儀流星雨，它是北半球三大流星雨之一，每年年初，都會準時出現在寒冷的夜空中。

其實，流星雨只是一種天文現象：小行星經過地球附近時，由于地球的“熱情”，留下了小行星的一部分。這部分碎片經過地球的大氣層時，被加熱燃燒，就成了流星。大量的碎片匯聚在一起，就成了流星雨。這個魔術比較簡單，有小行星經過地球附近就可以實現。

不過，觀測流星雨就需要一定條件了。天氣條件我們控制不了，但可以選擇觀測場所。理想的觀測場所自然是沒有光污染、視野開闊的郊外。如果在城市，燈光較少的綠地、操場都是比較好的選擇。還有最重要的一點：大家千萬不要用望遠鏡看流星雨！因為望遠鏡的視野太小，我們很難用它捕捉到流星。

魔術三：七彩祥云

極光和流星雨都是物體本身釋放能量發出的光，光除了改變自己的樣子，還會去別處“搗搗亂”，比如和水汽混在一起，形成的七色云彩。因為漂亮而罕見，大家又將其稱為“七彩祥云”。其實，七彩祥云并不神秘。它的成因和彩虹極為相似，都是太陽光經過反射和折射形成的。不過，形成彩虹需要少云的天氣，而形成七彩祥云，就離不開明顯但不厚重的云層了。當陽光透過云層時，因云層中的小冰晶分布不均勻，有的地方厚，有的地方薄，折射出的光十分散亂，就形成了色彩不均勻、時時變化的“七彩祥云”。

這么一看，七彩祥云這個魔術也不難。不過，魔術持續的時間一般不會太長，祥云也不例外，一般祥云的持續時間不會超過一個小時。每當七彩祥云出現時，《大話西游》中紫霞仙子的那句話就會被頻繁引用：“我的意中人是個蓋世英雄，有一天他會踩著七色的云彩來娶我。”

魔術四：蜃景

看過七彩祥云，我們再看看光經過反射和折射，變出的另一種花樣——蜃景。海市蜃樓就是蜃景的一種，也就是出現在空中或地上的高大樓臺、城郭、樹木等幻景。其實，蜃景不只出現在海邊，沙漠、山間、雪原、湖面……凡是有光的反射和折射現象的地方都可能出現屋景。

同樣是光的反射和折射，為什么蜃景和七彩祥云的差別這么大呢？那是因為它們的介質不同。七彩祥云需要小水珠和小冰晶，而蜃景是空氣密度不同造成的。比如沙漠中的蜃景，沙石受太陽炙烤，表面氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無風時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光就發生了折射，將遠處的景物呈現于人們眼前。

當然，蜃景還是海市蜃樓比較多，春夏之交是欣賞海市蜃樓的最佳季節。另外，極地也是觀看蜃景的好地方。我們前面提到的阿拉斯加，每年6月20日以后的一段時間，就是觀察蜃景最好的時期。如果你運氣好，在山中也能看到蜃景呢。我國著名文學家蒲松齡的《山市》，描寫的就是山中的蜃景。面對讓人眼花繚亂的光的魔術，你心動嗎？你還知道哪些光參與的神奇魔術呢？趕快把你的觀察結果和我們分享一下吧。