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热空气上升，冷空气下沉——但是，我们怎么确信必定如此呢？喷气式飞机在我们头顶呼啸而过，所过之处留下了冲击波——但是，我们怎么知道这是真的呢？这些问题也许问的有点吹毛求疵，但是假如能亲眼一见，那当然更好。
你的这个愿望并不难实现。在一个世纪以前，科学家就已经发明了一种叫“纹影摄影”的拍摄技术。多少年来，人们用它拍下了一张张看不见的气流运动绚丽多姿的照片。在航空航天研究上，这种摄影早已是家常便饭。
不仅如此，甚至你自己都可以用简单的设备，来拍摄几张蜡烛燃烧时烛焰周围的气流或者电吹风吹头发时产生的气流照片。
在桌子上放一杯热茶，假如光线亮度适中，你会看到雾状的蒸汽从杯中缕缕升起，越来越淡，直至消失在杯子上空。这一切你都可以凭肉眼看到。但完整的对流过程你却未必能看到：杯子周围的热空气上升，腾出的位置则被周围没被加热的空气（下面不妨称为冷空气，其实是指周围正常温度下的空气）填充。为什么会发生对流？因为热空气比起冷空气来密度更小，因而也更轻，所以热空气总是要上升。
现在假如朝你的茶杯上空照射一束光，那会发生什么事情？毫无疑问，一些光要穿过冷空气，另一些光则要穿过热空气。穿过冷空气的光束，方向保持不变，而由于热空气的密度与常温下的空气密度不同，穿越热空气的光束则要发生折射，传播方向会稍有改变。
假如在茶杯后面放置一块凹面镜，调整适当的距离，使反射的光聚焦进入一架照相机的镜头。现在再用剃须刀片把镜头的左半部分挡住。
我们先来看，假如没用剃须刀片挡住左半部分镜头时的情况。在这种情况下，不论穿越冷还是热空气的光束，经凹面镜反射聚焦后，都将进入镜头，在底片上我们根本分不清哪些是直接穿越冷空气、没经折射就进入镜头的光束；哪些又是穿越热空气、经折射后才进入镜头的光束。
而在镜头上设置了剃须刀片后情况就完全不同了。那些穿越冷空气、没经折射的光束依然可以畅行无阻地进入镜头；而那些穿越热空气、经折射后的光束，因为传播方向上的微小偏差，都射到刀片上去了，而刀片是不透光的，所以这些光束在底片上留下的就只有黑斑点了。如此一来，那些热空气，或者说密度小的空气，在底片上就留下了黑乎乎的影子，冷空气却什么都不会留下。
当然，经过适当的设置，我们也可以拍摄冷气流，或者说密度大的气流的照片。
如果把剃须刀换成一块左右分成红蓝两色的滤光片，我们甚至可以给冷热气流染上不同颜色。道理也很简单，那些没经过折射的、来自冷空气的光束将穿过滤光片的蓝色区域，因而在底片上留下蓝色的背景；而来自热空气的光束将偏折向滤光片的红色区域，在底片上留下红色的影子。于是在照片上最后将显示，冷气流占据的区域为蓝色，热气流占据的区域为红色。
最近，美国有位科学家甚至用这项摄影技术拍摄了人打喷嚏时气流的照片，这对于研究感冒病毒的传播有重要价值。
你的这个愿望并不难实现。在一个世纪以前，科学家就已经发明了一种叫“纹影摄影”的拍摄技术。多少年来，人们用它拍下了一张张看不见的气流运动绚丽多姿的照片。在航空航天研究上，这种摄影早已是家常便饭。
不仅如此，甚至你自己都可以用简单的设备，来拍摄几张蜡烛燃烧时烛焰周围的气流或者电吹风吹头发时产生的气流照片。
在桌子上放一杯热茶，假如光线亮度适中，你会看到雾状的蒸汽从杯中缕缕升起，越来越淡，直至消失在杯子上空。这一切你都可以凭肉眼看到。但完整的对流过程你却未必能看到：杯子周围的热空气上升，腾出的位置则被周围没被加热的空气（下面不妨称为冷空气，其实是指周围正常温度下的空气）填充。为什么会发生对流？因为热空气比起冷空气来密度更小，因而也更轻，所以热空气总是要上升。
现在假如朝你的茶杯上空照射一束光，那会发生什么事情？毫无疑问，一些光要穿过冷空气，另一些光则要穿过热空气。穿过冷空气的光束，方向保持不变，而由于热空气的密度与常温下的空气密度不同，穿越热空气的光束则要发生折射，传播方向会稍有改变。
假如在茶杯后面放置一块凹面镜，调整适当的距离，使反射的光聚焦进入一架照相机的镜头。现在再用剃须刀片把镜头的左半部分挡住。
我们先来看，假如没用剃须刀片挡住左半部分镜头时的情况。在这种情况下，不论穿越冷还是热空气的光束，经凹面镜反射聚焦后，都将进入镜头，在底片上我们根本分不清哪些是直接穿越冷空气、没经折射就进入镜头的光束；哪些又是穿越热空气、经折射后才进入镜头的光束。
而在镜头上设置了剃须刀片后情况就完全不同了。那些穿越冷空气、没经折射的光束依然可以畅行无阻地进入镜头；而那些穿越热空气、经折射后的光束，因为传播方向上的微小偏差，都射到刀片上去了，而刀片是不透光的，所以这些光束在底片上留下的就只有黑斑点了。如此一来，那些热空气，或者说密度小的空气，在底片上就留下了黑乎乎的影子，冷空气却什么都不会留下。
当然，经过适当的设置，我们也可以拍摄冷气流，或者说密度大的气流的照片。
如果把剃须刀换成一块左右分成红蓝两色的滤光片，我们甚至可以给冷热气流染上不同颜色。道理也很简单，那些没经过折射的、来自冷空气的光束将穿过滤光片的蓝色区域，因而在底片上留下蓝色的背景；而来自热空气的光束将偏折向滤光片的红色区域，在底片上留下红色的影子。于是在照片上最后将显示，冷气流占据的区域为蓝色，热气流占据的区域为红色。
最近，美国有位科学家甚至用这项摄影技术拍摄了人打喷嚏时气流的照片，这对于研究感冒病毒的传播有重要价值。