神奇的黑滴效应:两个手指的影子不接触,为何会有捏着水滴的既视感?

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生活百科 提问于 3月 以前

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物理效应 回答于 3月 以前

导读:当你把拇指和食指对着光亮处,并且让两个手指逐渐靠近,在就要挨在一起,但并没有实际接触的时候,两个手指间的阴影,看上去已经连接在了一起,并且就像捏着一个小小的水滴一样,这个神奇的现象,被称作黑滴效应。

黑滴效应

在日常生活中,我们还能够经常见到类似的情况,例如,当你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凸起,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?

不管是影子相吸,还是手指捏着水滴的情况,很多人的第一反应都是“光的衍射”,换句话说就是认为光线会拐弯。当光线遇到障碍物或者小缝隙时,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几何影界失去了明锐的边缘。

光的衍射

“光的衍射”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一厘米左右,这中间差了五个数量级,显然就算有衍射的影响,他也不会是主要原因。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两部分。

影子的一部分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,只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一米高的物体半影长度大概在0.008米,非常接近一厘米,所以这很难不让人怀疑影子的吸引与半影有关。

金星凌日

当两个物体靠近时,物体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,暗度就越接近本影,再加上我们原本看不到全部的半影,顶多只是半影中比较暗的一部分,所以当那部分不可见的半影从几乎看不见,一下子变成可见的暗,就出现了影子被吸引的视觉效果。

其实在天文观测中,也会发生类似的情况。例如金星凌日: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,他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”时,金星会与太阳的边缘相切,这时就看到神奇的黑滴效应了。

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