太阳光为什么是平行的——坚果的物理实验
先说一个偏心的妹妹的故事,话说我有一个妹妹,以前觉得她不偏心,今天突然觉得嘛,哼哼,太偏心了。为啥呢,一起来看看吧。
这么多年,小时候吃不起,后来自从吃得起了之后,感觉这样的馒头和花卷儿蛮好呀。
结果,我那个偏心的妹妹给弯弯弄来了这样的馒头。
我默默地啃着这边的馒头,再看看弯弯碗里的,嗯嗯,就是一个字,太偏心啦。哦,为什么没有楠楠出现呢,原来,这是早餐吃的,晚上给楠楠也是要吃上的。我就算了吧,那么远寄来的,我啃了,一定是浪费啦。哈哈。
回到主题来,前几日,坚果妈妈发到群里一个坚果在日暮的时候发过来的物理实验的照片,是这样子的。
我一看见这个照片,就讲这是早晨的太阳拍的照片。哈哈,坚果妈讲这是日暮拍摄的,是的,这就是物理,在这两个条件下,都会拍出这样的照片。然后就有朋友问什么是这两个时间呢。
这个照片明显是阳光从窗户进入之后,被坚果的方框挡住了一部分,在白纸上留下了那个影子,改变角度会有不同的影子。坚果用彩笔记录下这些时刻的影子的形状。对于三岁多一些的坚果,也就是物理学的启蒙吧。那就是感受生活中的现像。
后面,我讲到,只有平行光源才能够得到这样的投影效果。群里的朋友们说,画画里学到这些知识,是的,画法几何里,有讲一点透视和多点透视,讲平行光源的要少很多。为什么呢,因为平行透视看不出物体的远近关系。
平行光源的投影有什么效果呢,就是物体平行线,在影子上面关系不变,还是平行的,虽然长短夹角发生了变化。
又有群友说,太阳明明是一个面光源,任何时候看向太阳,它都是一个发光的球呀。从太阳核心,由聚变产生的光子,经过10多万年,终于到达了地球。看到这里,会有一大波朋友会举手讲,瞎说吧,太阳光到达地球,小孩子都知道是8分钟好吧,不能够误导大家哦。其实,那个8分钟是指光从太阳表面到达地球的时间。而没有算上从太阳核心到太阳表面的时间,那是一个相当漫长的时光,至于为什么会要花那么多时间呢,可以找一下,我前面写的公号。
太阳光,从太阳表面发出来,当然是射向四面八方的,怎么会是平行的呢,这也是没有错的。要理解这个问题,加上一点点的计算就好多了,当然了和小朋友讲的话,把这些忽略掉,用这样一句话代替:两根平行线相交于无限远。哈哈,还是不太好,要不在家拉一根六米左右的细线,从中间一分为二,一个人拉中间的点,两个人慢慢把两头向中间合,就会发现,当两段线的夹角比较小的时候,两端点处的线看起来,就平行了。
而我们的计算是给小学高年级以上的孩子看的,太阳上任意一点发出的阳光,如果它要晒到地球上,那么它一定会向着地球跑,其它的阳光,当然就晒不到地球上了嘛。太阳距离地球的距离做为分母,地球的半径做分子,求反三角函数的话,可以求得第一个夹角,这可是能够照到地球一半的时候的夹角了。这可比我们上面做的细线实验的夹角要小太多了,也就是讲,我们几乎可以认为,晒到地球上的所有的光线都是平行线了。
不过坚果在做实验的时候,那一缕阳光的夹角其实还要小7个数量级。因为照在方框上的阳光的空间距离也就是分米计的,所以,就算出下面那个夹角来。这么小的夹角,用光学实验室的专业平行光源其实都不容易达到的。
嗯嗯,写到这里,大伙儿想办法给孩子尝试一下吧,低龄就尝试那个细线实验,大一些的孩子可以用这个计算和他们讲一下吧。