【每日科普】高温时为什么能看见空气热浪？

盛夏季节，相信很多小伙伴都有过这样的经历：当你在斑马线等红绿灯的时候，会看到马路中间有热浪在波动，以至于看到的画面都是扭曲的，怎么会这样呢？难道是我们热到中暑眼花了吗？其实，这是一种正常的物理现象。那么，你是否好奇过这种现象是如何产生的呢？这一现象背后又蕴含着哪些科学知识？今天，我们就来聊一聊空气热浪背后的奥秘。

空气热浪的形成原理

有人会认为热浪的形成是热空气在“沸腾”，但空气是透明的，它无时无刻不在我们周围流动，温度并不能让它的踪影现行。空气热浪的形成主要归因于温度梯度的存在。在高温天气下，地面受太阳辐射加热，温度会迅速升高。由于空气是一种流体，它会受到地面的加热而膨胀，这将导致其密度降低。热空气密度较低，因此会上升，而冷空气则会下降。

光线通过温度梯度较大的空气层时，会发生多次折射

再者，空气的密度变化会影响光的传播速度，进而导致光线的折射。对于受热膨胀的空气，由于密度的降低，空气对光的折射率随之减小。当光线通过温度梯度较大的空气层时，会发生多次折射。这些折射导致我们看到的物体位置和形状发生变化，从而形成了空气热浪的视觉效果。

“空气热浪”的实际应用——纹影技术

纹影作为一种可视化技术，其原理和我们在马路上看到的空气热浪现象的原理具有异曲同工之妙。它是一种用来观察流体行为的光学方法，利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的原理，将流体密度的变化转化为光强的变化，被广泛应用于流场的可视化。

打火机点火纹影图像

生活中，我们可以利用纹影技术来观察笔记本电脑的散热过程、观测燃烧的过程，还可以以此来检测吹风机的性能。高温天气下的空气热浪现象，是自然界中光与物质相互作用的一个典型例子，高温的作用让我们看到了原本看不见的空气。而纹影技术正是这样一种强大的工具，它将不可见的流动元素转化为可见的图像，为科学研究和工程应用提供了重要的流场信息。随着技术的发展，纹影技术的应用领域还在不断扩展。

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