1分钟物理(第二辑)
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19 为什么两个影子靠近时会相互吸引?怎么确定是谁吸引谁呢?

影子相互“吸引”的现象,主要是由半影效应导致的。大家生活中常见的光源,往往都不是理想的点光源,如太阳、烛火、日光灯等,都是具有一定大小的。因此,地面附近物体的影子,通常可分为两个区域:中心部分太阳光完全被遮挡,看起来最暗,称为本影;边缘附近,只挡到太阳光的一部分,形成模糊的明暗过渡区,称为半影。

从地球上看,太阳视角略大于0.5°,从而离地1m的物体半影宽度接近1cm,肉眼明显可见。当两个物体相互靠近时,半影接近并重叠,重叠部分比普通半影更暗;越是靠近,其暗度越接近本影,从而看起来像是两个影子相互“吸引”并连接在一起的。至于“谁吸引谁”,依前述分析看,这个“吸引”效果是两者共同形成的,不存在谁主动谁被动的问题,要研究的话其实也可以,但是得先给吸引方向下个较为明确的定义。

此外,如果你用细长的日光灯做实验,还会发现平行和垂直于日光灯的两个方向上,影子吸引的程度也有所不同,这其实就是因为半影区域的大小与光源在相应方向上的尺寸有关。值得一提的是,由于眼睛对亮度的感知具有一定的非线性效应,我们会将中间半影重叠区的亮度进一步低估,从而增强这种“吸引”感。当然,这是另一个话题了。

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