为什么影子会相互吸引？ - 《像乌鸦一样思考》

    

昨天看了日本的一部科普纪录片《像乌鸦一样思考》，深受启发该纪录片所提倡的理念是，通过观察、假设、实验和研究 来培养科学的思维方法。这里个人触极深，解决问题或思考问题都是有章可循的。观察、假设、实验和研究, 解决问题需要一步一步的去思考探究，对每一步做的事情都需要想清楚：该怎么去做？为何这么做？ 才能更高效率，更准确去分析解决问题。

第一集中的有一个实验让我记忆深刻：

在一个灯光的光源下，正放着一个杯口向上、有把手的杯子，杯子在墙壁上产生一个影子，随后实验人员将食指/筷子放置于光源与杯子之间，微调手指/筷子的位置让影子刚好接触杯子的影子，这时奇怪的现象出现了，在两个影子的接触区域，杯子的影子居然被手指/裤子的影子所吸引；实验人员又将食指/筷子放置于杯子和产生影子的墙壁之间，这时在两个影子的接触区域，杯子的影子把手指/筷子的影子给吸引过来。

 

下面简单作下分析（听说是初二的物理知识，可我都交给老师了）。

    

 

 

原理是半影重叠

 

这里简单分析下，为什么离光屏近的影子会被远的影子吸引过去。简单来说，这就是一个半影区大小的问题，由于光源是有一定角度的，所以才产生半影区，而离这个光源越远（即离光屏近），光源对物体边界的角度就小，半影区的面积也会越小。反之离光源越近（即离光屏远），半影区的面积也会越大。那么当两个影子靠近是，半影区会相互重叠，产生上面所说的影子相互吸引现象。然而远近的两个物体的影子，离光屏近的那个物体影子的半影区面积比远的那个小。因此重叠后影子产生的位置将更靠近这个物体，导致视觉看上去，他的影子像是紧随着物体的边缘延伸出来了一部分，朝着离光屏远的那个物体移动了（因为离光屏远的物体半影面积足够大，让你觉得不是他的影子延伸出来）。是光的衍射和干涉引起的，因为光也是波，不过波长很短，物体的影子周围是不固定的，周围会有很小的波动。肉眼看不出来，但两个影子很近是时，影子边缘，其实是两列光互相干涉，会出现重叠现象，感觉就像影子沾在了一起。波在传播时，如果被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕过这个物体，继续进行。如果通过一个大小近于或小于波长的孔，则以孔为中心，形成环形波向前传播。光并不是严格按直线传播，而且光具有波粒二像性，当遇到比较小(跟光波长差不多)的缝隙时，就会发生衍射，使光的传播方向改变。于是影的地方“互相重叠”，发生“当他们靠近到一定距离时会发现他们的影子都变形了，而且是相互凸起，好像之间有吸引力一样” 的现象