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光影之谜——
影子是如何形成的?
在我们身边,影子无处不在。无论是白天的阳光照耀下,还是夜晚的月光和灯光下,我们都能看到各种各样的影子:树影、人影、车影等。那么,这些影子究竟是如何形成的呢?
影子产生的条件包括三个要素:光、不透明物体和显影区。只有当这三者同时存在,影子才能得以形成。
影子形成原理
影子的形成是一种光学现象。它的形成原理在于光线在同种均匀介质中沿直线传播,当遇到不透明或半透明物体时,光线无法穿过,于是就在物体背后形成了一片较暗的区域,我们称之为影子。
影子分为本影和半影两种。仔细观察电灯光下的影子,你会发现影子中部特别黑暗,四周则逐渐变浅。其中,中部黑暗的部分被称为本影,四周灰暗的部分则被称为半影。这些现象都与光的直线传播有关。
例如,将一个柱形茶叶筒放在桌上,旁边点燃一支蜡烛,茶叶筒就会投下清晰的影子。如果在茶叶筒旁点燃两支蜡烛,就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠部分完全没有光线射到,是全黑的,这就是本影;本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方,就是半明半暗的半影。如果点燃三支甚至四支蜡烛,本影部分就会逐渐缩小,半影部分会出现很多层次。而电灯是由一条弯曲的灯丝在发光,不只限于一点。从这一个点射来的光给物体遮住了,从另一些点射过来的光并不一定全被挡住。很显然,发光物体的面积越大,本影就越小。如果我们在上述茶叶筒周围点上一圈蜡烛,这时本影完全消失,半影也淡得看不见了。
影子
一根蜡烛
三根蜡烛
两根蜡烛
围满蜡烛
科学家根据上述原理制成了手术用的无影灯。它将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形,合成一个大面积的光源。这样,就能从不同角度把光线照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,同时又不产生明显的本影,确保手术的顺利进行,所以取名无影灯。
影子的应用广泛,古代人们曾用影子的长短来测量时间,如日晷和表圭。科学家则利用月球上山峰的影子计算山峰的高度。此外,皮影戏也是一种利用影子表演的艺术形式,是我国传统戏曲的重要组成部分。演员们通过操控皮革或纸板制作的人物剪影,在幕后用灯光照射在幕布上,呈现出精彩纷呈的演出。医学检查上的CT扫描,运用X射线或CT扫描等,都是通过光线穿过...留下影子,来测定有没有病变或者疾病的严重程度。
摘自:百度百科
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