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太陽光為什么是平行的——堅果的物理實驗

 外面都有啥 2021-05-01

        先說一個偏心的妹妹的故事,話說我有一個妹妹,以前覺得她不偏心,今天突然覺得嘛,哼哼,太偏心了。為啥呢,一起來看看吧。

        這么多年,小時候吃不起,后來自從吃得起了之后,感覺這樣的饅頭和花卷兒蠻好呀。

        結(jié)果,我那個偏心的妹妹給彎彎弄來了這樣的饅頭。

        我默默地啃著這邊的饅頭,再看看彎彎碗里的,嗯嗯,就是一個字,太偏心啦。哦,為什么沒有楠楠出現(xiàn)呢,原來,這是早餐吃的,晚上給楠楠也是要吃上的。我就算了吧,那么遠寄來的,我啃了,一定是浪費啦。哈哈。

        回到主題來,前幾日,堅果媽媽發(fā)到群里一個堅果在日暮的時候發(fā)過來的物理實驗的照片,是這樣子的。

        我一看見這個照片,就講這是早晨的太陽拍的照片。哈哈,堅果媽講這是日暮拍攝的,是的,這就是物理,在這兩個條件下,都會拍出這樣的照片。然后就有朋友問什么是這兩個時間呢。

        這個照片明顯是陽光從窗戶進入之后,被堅果的方框擋住了一部分,在白紙上留下了那個影子,改變角度會有不同的影子。堅果用彩筆記錄下這些時刻的影子的形狀。對于三歲多一些的堅果,也就是物理學(xué)的啟蒙吧。那就是感受生活中的現(xiàn)像。

        后面,我講到,只有平行光源才能夠得到這樣的投影效果。群里的朋友們說,畫畫里學(xué)到這些知識,是的,畫法幾何里,有講一點透視和多點透視,講平行光源的要少很多。為什么呢,因為平行透視看不出物體的遠近關(guān)系。

        平行光源的投影有什么效果呢,就是物體平行線,在影子上面關(guān)系不變,還是平行的,雖然長短夾角發(fā)生了變化。

        又有群友說,太陽明明是一個面光源,任何時候看向太陽,它都是一個發(fā)光的球呀。從太陽核心,由聚變產(chǎn)生的光子,經(jīng)過10多萬年,終于到達了地球。看到這里,會有一大波朋友會舉手講,瞎說吧,太陽光到達地球,小孩子都知道是8分鐘好吧,不能夠誤導(dǎo)大家哦。其實,那個8分鐘是指光從太陽表面到達地球的時間。而沒有算上從太陽核心到太陽表面的時間,那是一個相當漫長的時光,至于為什么會要花那么多時間呢,可以找一下,我前面寫的公號。

        太陽光,從太陽表面發(fā)出來,當然是射向四面八方的,怎么會是平行的呢,這也是沒有錯的。要理解這個問題,加上一點點的計算就好多了,當然了和小朋友講的話,把這些忽略掉,用這樣一句話代替:兩根平行線相交于無限遠。哈哈,還是不太好,要不在家拉一根六米左右的細線,從中間一分為二,一個人拉中間的點,兩個人慢慢把兩頭向中間合,就會發(fā)現(xiàn),當兩段線的夾角比較小的時候,兩端點處的線看起來,就平行了。

        而我們的計算是給小學(xué)高年級以上的孩子看的,太陽上任意一點發(fā)出的陽光,如果它要曬到地球上,那么它一定會向著地球跑,其它的陽光,當然就曬不到地球上了嘛。太陽距離地球的距離做為分母,地球的半徑做分子,求反三角函數(shù)的話,可以求得第一個夾角,這可是能夠照到地球一半的時候的夾角了。這可比我們上面做的細線實驗的夾角要小太多了,也就是講,我們幾乎可以認為,曬到地球上的所有的光線都是平行線了。

        不過堅果在做實驗的時候,那一縷陽光的夾角其實還要小7個數(shù)量級。因為照在方框上的陽光的空間距離也就是分米計的,所以,就算出下面那個夾角來。這么小的夾角,用光學(xué)實驗室的專業(yè)平行光源其實都不容易達到的。

        嗯嗯,寫到這里,大伙兒想辦法給孩子嘗試一下吧,低齡就嘗試那個細線實驗,大一些的孩子可以用這個計算和他們講一下吧。


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