回覆列表
-
1 # 刁博
-
2 # 艾伯史密斯
答:艾伯菌剛才用手機螢幕,反射太Sunny測試了一下,反射出去打到牆壁上的光斑是矩形,並沒有出現題主說的情況;只是當手機距離光斑較遠時,矩形光斑的邊緣開始模糊。
基於光學成像原理,艾伯菌猜測:可以利用小孔成像原理,然後用一塊方形的鏡子,或許能反射出圓形光斑。
需要的前提必須同時具備兩點:
(1)方形鏡子相對較小,至於小到什麼程度,和物距像距有關,反正要讓小孔成像足夠明顯;
(2)光源必須是圓形或者近似圓形,比如燈光的點光源、太Sunny等等;
滿足以上兩點要求後,經過矩形鏡片反射出來的光線,就相當於鏡面對稱的光源,透過矩形孔後的小孔成像,因為光源是圓形,所以成的“明亮光斑”也就近似圓形。
實際上,除了小孔成像效應,矩形鏡面本身也會發射部分光線,所以打到牆壁上的,也有矩形(或者矩形的變形)光斑,只是看哪種情況更明顯些。
當鏡子距離光斑較遠時,一方面鏡面不平整引起的漫反射效應增強,另外一方面光線穿過空氣造成的能量損失(包括散射、擴散等等)更嚴重。所以光斑邊緣慢慢模糊,亮度也降低,直到邊緣完全無法分辨。
這種現象的確是存在的,不過需要糾正一下,在牆上投射出圓形或者近似圓形的光斑需要鏡子和牆的距離足夠遠,如果距離只有幾十釐米、幾米,光斑的形狀不會是圓的,最多是光斑的邊界不明確。
類似的現象還有,太陽下人蹲在地上看自己的影子,影子的邊界是比較清晰的。如果你看一座高樓樓頂處或者大樹頂部投下來的影子,就會發現影子的邊界變得非常模糊。比較尖銳的稜角投到地上的影子也變得圓潤了,並且越遠邊界越模糊。
光在真空中以及透明的各向同性均勻介質中沿直線傳播,而一旦遇到了障礙物,就會發生衍射現象,光會“拐彎”繞過障礙物,這樣光的傳播路徑就已不是直線,會較直線路徑有稍稍的偏離,從而導致了影子或光斑的邊界變得模糊。模糊的範圍增大到一定程度後,就變成了圓形或近似圓形。
另外,空氣中的氣體分子也能夠使光發生散射,同樣也會改變光的傳播路線。散射也是影子或光斑的邊緣模糊不清的一項原因。