只要有光，就有陰影，尤其是在這炎熱的夏天，烈日當(dāng)空，四周都是陰影，更難以避免陰影的“步步追擊”。樹下之所以有陰涼，是因?yàn)槟阏驹陉帥鎏帯?

關(guān)于影子你了解多少？有人說影子是平的，有人說影子也有重量，但事實(shí)是這樣嗎？今天，讓我們重新認(rèn)識(shí)一下“朝夕相處”的影子！

圖片來源搜狐

影子從哪里來？

根據(jù)定義，陰影是一種光學(xué)現(xiàn)象，而不是物體。光直接穿過空氣（相同的均勻介質(zhì)），但具有體積的不透明物體會(huì)阻擋光線，從而在光線無法到達(dá)的物體后面產(chǎn)生陰影。

圖片來源百度

當(dāng)你用大光照射一個(gè)小物體時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它產(chǎn)生的陰影并不是清晰的整體圖像，而是模糊的輪廓。

陰影中心附近的深色部分稱為本影，本影周圍的淺色部分稱為半影。

圖片來源百度

出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)檎丈湓谖矬w上的光不局限于一點(diǎn)。來自某一點(diǎn)的光被物體阻擋，但并非所有來自其他點(diǎn)的光都被阻擋，從而形成半亮半暗的“半影”。

一般來說，發(fā)光體的面積越大，暗影的面積就越小，同時(shí)半影的面積也變得相對更大，但顏色也變得更亮。

無影燈利用上述原理，通過將多個(gè)光源排列成一圈，同時(shí)從多個(gè)角度照射物體，基本上“抹掉”了本影。

手術(shù)臺(tái)上采用無影燈，保證光線的亮度，消除手術(shù)過程中遮擋視野的陰影，保證手術(shù)的順利進(jìn)行。

圖片來源：酷知網(wǎng)

無影燈基本上“抹掉”了本影，但由于每根燈管都不是點(diǎn)光源，因此保留了半影，但半影的顏色非常明亮，幾乎可以忽略不計(jì)。

影子是二維的嗎

在我們的理解中，存在幾個(gè)維度。點(diǎn)的存在是一維的，具有長和寬的平面的存在是二維的，具有長、寬和高的物體的存在是三維的。

從這個(gè)意義上來說，影子只是一個(gè)沒有厚度的平面，它似乎符合二維的定義，這就是為什么我們說“影子是一個(gè)二維物體”。

然而，如上所述，陰影根據(jù)定義是一種光學(xué)現(xiàn)象而不是物體，并且根據(jù)定義沒有尺寸。

讓我們退一步，假設(shè)陰影是一個(gè)二維物體。然而，在任何次元空間中，物體都不能相互重疊或穿過，就像它們不能穿過面對面的人的身體一樣。

然而，當(dāng)兩個(gè)人并排站立時(shí)，他們的影子會(huì)重疊，而且重疊部分的顏色會(huì)變深，所以物體重疊而無法清晰穿透的定律就不適用了。

圖片來源騰訊

因此，影子不是一個(gè)物體，更不是一個(gè)二維物體。人們普遍認(rèn)為，三維空間中不可能出現(xiàn)其他維度的物體，但事實(shí)上，現(xiàn)實(shí)世界中從未發(fā)現(xiàn)過二維物體。

影子有“重量”嗎？

影子既然不是物體，自然就沒有重量吧？

然而實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)一個(gè)物體產(chǎn)生的陰影投射到另一個(gè)物體上時(shí)，投射物體的重量會(huì)減少。是什么原因？

由于陰影是由光產(chǎn)生的，因此不了解光就不可能解開陰影的奧秘。在回答這個(gè)問題之前，我們首先需要解釋一下“光壓”的概念。

根據(jù)量子理論，光具有“波粒二象性”，既是電磁波，又是粒子，即光子。光子即使沒有靜態(tài)質(zhì)量，也會(huì)高速移動(dòng)。當(dāng)光投射到物體上時(shí)，它會(huì)對物體施加力，就像風(fēng)吹在帆上一樣。這種力就是光壓，也稱為輻射壓。

圖片來源百度

17世紀(jì)初，天文學(xué)家開普勒提出了光壓的概念來解釋彗尾的形成。

當(dāng)彗星接近太陽時(shí)，彗星燃燒產(chǎn)生的塵埃和氣體分子會(huì)形成彗尾，而太陽風(fēng)（帶電粒子流）和太陽輻射的光壓的結(jié)合總是將彗尾指向遠(yuǎn)處。太陽的方向。

太陽和彗星示意圖，圖片來源百度

如果你了解了“光的壓力”的存在，你也就能夠了解陰影的“重量”。

當(dāng)陰影投射在物體上時(shí)，陰影區(qū)域失去了光子推力，這意味著投影物體的表面失去了光子推力，物體的重量自然減少。

然而，這種重量損失很小，需要使用非常復(fù)雜的設(shè)備來檢測。在日常生活中，很難注意到這種細(xì)微的變化。

事實(shí)上，在太空中，我們的地球不斷受到太陽光壓的影響。當(dāng)陽光繼續(xù)輻射并傳播到地球表面時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生推力，導(dǎo)致地球繼續(xù)遠(yuǎn)離太陽，但距離非常小。

19世紀(jì)中葉，物理學(xué)家麥克斯韋計(jì)算出太陽照射在陸地黑體上產(chǎn)生的光壓，遠(yuǎn)小于地球上一只螞蟻單位面積的壓力。

這是否讓你對每天追逐我們的影子有了新的認(rèn)識(shí)呢？如果我們將重量視為物體在靜止時(shí)承受負(fù)載所施加的壓力，那么影子實(shí)際上應(yīng)該是“負(fù)重量”。

雖然對影子本身的研究并不是很重要，但是在研究影子如何形成的過程中，很多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了很多物理奧秘。

小編答應(yīng)了，下次稱體重的時(shí)候就在樹蔭下稱！

免責(zé)聲明：轉(zhuǎn)載本文是為了提供更多信息。若來源標(biāo)注有誤或侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系作者并提供權(quán)屬證明，我們將及時(shí)更正并刪除。