你有没有发现这样一种现象,把拇指和食指对着光亮处逐渐靠近,在就要挨在一起却并没有接触就看到手指尖的阴影已经连接在了一起,就好像接着一个水滴一样,这个神奇的现象被称作“黑滴效应”。在日常生活中经常能够见到,比如站在阳光照射的房间中轻轻挪动,自己的头部让投射在墙上的影子靠近窗帘的阴影边缘,某个瞬间头部的阴影就会有一个小小的图形并与窗帘的阴影连接在一起。 那么为什么会出现这种影子相吸的现象呢?相信很多人的第一反应都是光的衍射,用通俗的话讲就是光线会拐弯,当它遇到障碍物或者小缝隙是不会按照原来的直线路径走,而是绕到障碍物的后面,这就使得原本集中在局部的阴影扩散出了好几层,所以说衍射会使得一切集合硬件失去了敏锐的边缘。说法看似合理但却不符合实际,因为可见光的范围在390纳米到780纳米之间,而影子吸引现象的作用范围在1厘米左右。 这中间差了一个数量级显然就算有衍射的影响,它也不会是主要原因,那么这个现象到底该如何解释呢?其实不论是太阳烛火还是日光灯,它们都不是理想的点光源,而是有着一定的大小,这也决定了物体的影子通常可以分为2个部分,首先是中间的太阳光线被完全遮挡的最暗的部分,它被称作“本影”,其次是本影旁边遮挡一部分太阳光的模糊的明暗过渡区“半影”,在地球上太阳的视角约为0.5度,那么计算可得离地面1米高的物体半影长度大概在0.008米非常接近1米。 所以这很难不让人怀疑影子的吸引与半径有关,当2个物体靠近时它们的半影会逐渐接近并重叠在一起,这时重叠部分的亮度会下降很多,并且离得越近就越接近本影,再加上我们原本看不到全部的半影,顶多只是扮演中比较暗的一部分,所以当那部分不可见的半影从几乎看不见一下子变成可见的,就出现了影子被吸引的视觉效果,其实这个现象不仅出现在日常生活中,在天文观测中也会发生,例如金星凌日它指的是在某些特殊时刻地球金星和太阳会处在一条直线上,这时在地球上就能观测到金星它就像一个小黑点一样,会在太阳的表面缓慢移动,而在“入凌”和“出凌”是金星位于太阳的边缘相切,这时就能看到神奇的“黑滴效应”了。 |