2024年8月18日，成都市民拍到令人叹为观止的自然奇观——天空中竟然同时出现了七个太阳！如图1所示，这一景象迅速在网络上走红，引发了无数网友的惊叹与讨论，甚至有人戏称“后羿，来活儿了”。那么，这究竟是怎么回事呢？让我们一同揭开这场光与影奇妙邂逅的神秘面纱。

图1 七日连珠(图片来源：光明网)

首先，需要明确的是，从科学的角度来看，太阳系中只有一个真正的太阳。那么，天空中出现的七个太阳又该如何解释呢？这可能是一种被称为“幻日”的大气光学现象，或者是由于特定条件下光线的折射和反射造成的视觉错觉。

如图2所示，“幻日”是一种罕见的大气光学现象，通常发生在太阳高度适中、天空中有足够多且能透光的高云时。这些高云中存在大量六角形冰晶，当阳光以特定角度穿过这些冰晶时，会发生折射和反射，从而在天空中形成多个太阳的幻象。这种现象要求观测者的角度也极为合适，才能捕捉到这一奇观。

图2 幻日原理及幻日(图片来源：百度)

然而，在成都这次事件中，虽然“幻日”是一个可能的解释，但根据拍摄者的描述，图片是隔着玻璃拍摄的，且多个角度都能看到这一现象，所以这更有可能是另一种光学现象——光的多层折射和反射。

如图3所示，当光线入射至单层玻璃上界面时，该界面作为空气与玻璃的交界，会触发光的反射与折射现象。具体而言，部分光线遵循反射定律，在界面上发生反射；而另一部分光线则依据折射定律，穿过界面进入玻璃内部，并在随后的过程中，于玻璃的下表面（即玻璃与空气的另一界面）再次遭遇反射与折射的交替作用。理论上，这一过程会在上下表面间无限循环，产生无数条反射光与透射光。然而，在实际应用中，由于常规玻璃的透光性能显著优于其反光性能，导致大部分光能在经历两次折射（一次为进入玻璃，另一次为从玻璃中射出）后，直接以透射光的形式传播，从而避免了无限多条光的出现。

当情境扩展至多层玻璃时，情况变得更为复杂。在此结构中，每一层玻璃的上、下表面均充当了光的反射与折射的媒介，导致光线在多层之间频繁地发生反射与折射，随着玻璃层数的递增，反射与折射的次数也相应增加，从而在反射光与透射光的方向上均有可能观察到多条光线并存的现象。但因为每一次反射与折射过程均伴随着光能的损耗，因此随着反射与折射次数的累积，无论是反射光还是透射光，其光强均会逐渐减弱，直至忽略不计。

图3 单层玻璃的反射与折射

图4 激光四层玻璃反射与折射整体与局部

图4是激光的四层玻璃反射与折射，左图是实验装置实物图，整个装置由半导体激光器、载物台、载玻片和光屏组成，激光照射到由四个载玻片组成的多层玻璃上，光屏用于接收成像。右图是局部放大图，从图中可以看出，经过四层玻璃的反射和折射后，光屏上接收到七个光点，且光强逐渐减弱，直至肉眼不可分辩，该现象与观察者的位置无关，如果增加玻璃的层数，可观察到的光点数量也会增多，光点之间的间距与玻璃的间隔有关，玻璃间隔越大，光点之间间距也会增大，与理论分析吻合。

而图1七日连珠图像中的3号就是太阳本体，4-7号是由类似图4的双层玻璃折射和反射而成，且3-7号也存在明显的减光效果，这完全符合多层玻璃折反射成像的特点。而1、2号则有可能是某层玻璃发射形变，导致成像到另一方向而形成的，总之，这七个太阳并非真实存在，只是太阳光线在玻璃中多次折射和反射后形成的视觉现象。

来源: 南京农业大学