为什么水会投下影,即使它被认为是透明的;?

2021-02-24 17:12

如果你从容器中倒水,流动的水流似乎投下了影。我不确定你是否可以称之为影,但它肯定不会让所有的光线穿过它。这怎么可能,又有什么用呢?

解答动态

  • 虽然已经有了一些很好的答案,但我想再做一次尝试。
    水是透明的,因为大多数进入一定体积水的光也会从另一端射出(除非我们讨论的是几米厚或水中有很多污垢)。但这并不意味着它通过水的方式不变。
    光从空气进入水的任何地方,它的方向都会改变,除非进入点严格垂直于水面。这就是所谓的折射,与玻璃代替水形成光学透镜的效果相同。当你从容器里倒水时,水流的形状通常是不规则的。因此,很有可能每一束光在进入和离开时都会改变方向,与进入水流相比,只有一小部分光线会沿着相似的方向继续。因此,进入水流的光分布的面积比没有水时要大得多,这意味着平均强度相应地较低。这种分布并不均匀,但由于水流的形状,是规则的。现在什么是影?它是一些物体后面的较暗的区域,阳光直射无法到达,而周围的环境暴露在阳光下(当然也适用于任何类似的光源)。
    它与水流的影非常相似,它是阳光直射无法到达的区域,以及通过水后的折射光无法弥补这一点。
    可见光的区别在于,折射光在水后(由于其不规则的形状)产生不规则的(暗淡的)光图案,无论是在影区域还是在其附近,因为射入水中的光不是完全消失的,而是折射的。
    此外,即使水有一个与光源垂直的完全规则的平面形状,这样光线继续精确地沿着它们原来的方向,你仍然可以看到一个“影”区域,它的亮度低于周围的环境。这是由反射引起的,当穿过一个介质边界时,一部分光不会进入另一个介质,而是被反射回来。大量的水(即如果光通过它的路径很长)会开始吸收光,因为它不是完全透明的。对于较小的量,如从一个容器倒到另一个容器时,这几乎可以忽略不计。但是,也有表面反射。少量的入射光将被表面反射出去。然而,更大的贡献将来自折射效应。如果你仔细观察,不仅有一些区域比均匀照明的环境更暗,还有一些区域也会更亮。水流形成类似透镜的形状,将光线从原来的路径上转移。在没有干扰的情况下,入射光所经过的地方会变得更暗,相反,它所指向的地方会更亮。

    • 这只是为诺亚和拉尔夫·克莱伯霍夫的答案添加了一个例证,后者正确地指出折射是主要原因。
      请注意,尽管大多数光线一定要穿过水滴,它们中的大多数不会继续沿着光束的其他部分的路径前进,而是最终到达其他地方。因此,在水滴后面,光的强度比没有水滴时要低得多,而在这个影周围,光的强度实际上会略高一些。这可能是透镜状的现象,它会导致另一边的光强度分布不均匀。

      • 你能看到水的事实意味着它不是完全透明的。因为不是所有的光都能直接穿过,所以会有影。

        • “透明”的意思是你能看穿物体,光也能穿过它,但是光不能顺利地穿过物体。它被称为折射,这意味着光线在穿过水时会发生弯曲。这种光线的弯曲会产生一种错觉,在这种错觉中,水玻璃下面可能有一个影,但穿过水的实际光线会被折射到另一个方向,从而产生不被水投射的影。
          ";有两个原因。首先,你所看到的“影子”并不是这个词的正常意义。水折射光线使其改变方向,从而产生影的错觉。来源:Google

          • 在空气-水边界,大部分光线通过,但有少量光线被反射。当你从容器里倒水时,水通常与空气混合,形成一堆气泡。这就在光的直线路径上产生了大量的空气-水边界,从而导致更多的反射,反射方向混乱。最终结果是光通过充满空气的湍流水时会散射。

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