生活中有很多例子可以用来说明光是沿直线传播的。比如影子,日食/月食,队列对齐,射击瞄准,激光准直,木匠用一直眼睛看木板是否刨平,小孔成像等。其中日食/月食和小孔成像是我们应该重点说说的。
日食,又作日蚀,在月球运行至太阳与地球之间时发生。这时对地球上的部分地区来说,月球位于太阳前方,因此来自太阳的部分或全部光线被挡住,因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。在汉族民间传说中,称此现象为天狗食日。日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食。观测日食时不能直视太阳,否则会造成失明。同样的道理,月食是当月球运行到地球的阴影部分时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭,就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。
用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。阳光灿烂的早上,我们走在林荫马路上看到的地面上晃动的光斑其实就是太阳透过树叶的缝隙在形成的像,所以,这些光斑都是圆形的。就连我们日常使用的照相机、录影机同样利用了小孔成像的原理。说到小孔成像,我们还可以夸耀一下老祖宗的功德:大约二千四五百年前我国杰出的科学家墨翟和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原理。
其实光只有在单一的均匀透明介质当中才沿直线传播。这个条件近似苛刻。比如我们在早上看到的太阳,在夜晚看到的星星其实并不在我们看到的位置。经验丰富的打渔者知道,鱼在水中的实际位置总是比我们看到的要更靠近前下方一些。而这些都是因为光发生了折射导致的。其中我们的眼睛总是认为光是沿直线传播这一点也起到了百分之五十的影响。很多时候,我们看到的并非真实。后面我们将用几天的时间说说视觉错觉的一些例子。
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