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1 # 地理沙龍
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2 # 小八小八
什麼時間影子最長我們可以這樣來理解,分為兩種情況:一天中什麼時候影子最長和一年中什麼時候影子最長。
首先影子是指光線照射不透明物體,被不透明物體擋住而形成的陰暗區。我們地球上所形成的影子主要來源於太Sunny(太Sunny為平行光線),太Sunny線照射到地球表面不透明的物體上被遮擋從而形成影子。影子的長短與光源的角度有關,即太陽的高度角(太陽與地平面的夾角)有關。當太陽與地平面之間的夾角小時,影子長(夾角為0時,理論上太Sunny與地平面平行,影子無限長);當太陽與地平面之間的夾角大時,影子短(當太陽與地平面垂直時,影子幾乎沒有)。
按照這種特性我們可以得知在一天中,太陽從日出到日落,太陽的高度角從日出的最小到正午最大再到日落的最小(夜晚月亮照射形成影子不計),因此影子在一天中由大(日出)變小(正午)再變大(日落),所以理論上的影子最長是在日出和日落的時候,影子達到無限長,正午影子最小。
而從一年中來看,由於公轉的影響,使得太陽直射點在北迴歸線之間做迴歸運動。所以北半球在冬至時,太陽高度角在同一時間點來說是相對比較小的,因此北半球在同一時間點冬至時的影子是相對長一點的,而南半球是剛好相反的。因為日出和日落的影子接近無限長,因此不能說在一年中能有影子最長的時刻。
影子的方向又是怎樣的呢?春秋分,全球日出正東,日落正西,北迴歸線及其以北正午太陽在南方,南迴歸線及其以南正午太陽在北方,南北迴歸線之間看太陽直射點。直射點以南,正午太陽在北方,直射點以北,正午太陽在南方。因此北迴歸線及其以北太陽視運動軌跡:東—南—西;南迴歸線及其以北:東—北—西。而影子方向與太陽方位相反,春秋分北迴歸線及其以北影子運動方向:西—北—東,其他以此類推。
夏至全球日出東北,日落西北。北迴歸線及其以北正午太陽在南方,南迴歸線及其以北正午太陽在北方,因此北迴歸線及其以北太陽視運動軌跡:東北—東—南—西—西北,南迴歸線及其以北:東北—北—西北,影子方向相反。
冬至全球日出東南,日落西南。北迴歸線及其以北正午太陽在南方,南迴歸線及其以北正午太陽在北方,因此北迴歸線及其以北太陽視運動軌跡:東南—南—西南,南迴歸線及其以北:東南—東—北—西—西南,影子方向相反。
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3 # 三季科普
謝邀,一天中早晚太陽昇起時影子最長,因為最接近地平線,Sunny與物體成最小角度接近平角!中午時影子最短,因為Sunny在最高位與被照射物成直角照射影子在物體腳下成圓形分佈!影子是一種光學現象。由於物體遮住了光的傳播,不能穿過不透明物體而形成的較暗區域,就是我們常說的影子。分為本影,半影。
四季中日影最短的那一天是夏至,日影最長的那一天是冬至。 早晚太陽昇起時影子最長,因為最接近地平線,Sunny與物體成最小角度接近平角。中午時影子最短,因為Sunny在最高位與被照射物成直角照射影子在物體腳下成圓形分佈。 一年中當太Sunny直射北迴歸線時,正值中國北方的夏至節氣,正午太陽在頭頂正上方,即太陽高度角為90°,為一年中的最大值,此時影子最短;當太Sunny直射南迴歸線時,正值中國北方的冬至節氣,此時的太陽高度角為43°,為一年之中的最小值,此時影子最長。
影子的產生機理由於物體遮住了光線這一科學原理。光線在同種均勻介質中沿直線傳播,不能穿過不透明物體而形成的較暗區域,形成的投影。 影子分本影和半影兩種:仔細觀察電燈光下的影子,還會發現影子中部特別黑暗,四周稍淺。影子中部特別黑暗的部分叫本影,四周灰暗的部分叫半影。這些現象的產生都和光的直線傳播有密切關係。 兩影相疊部分完全沒有光線射到,是全黑的,這就是本影;本影旁邊只有一支蠟燭可照到的地方,就是半明半暗的半影。如果點燃三支甚至四支蠟燭,本影部分就會逐漸縮小,半影部分會出現很多層次。物體在電燈光下能生成由本影和半影組成的影子,也是這個道理。
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光線斜射物體就會有影子,而且光線和地平面的夾角越小(假設物體放置在地面),物體的影子越長,如果光線和地平面平行,理論上影子就無限長。這個問題的條件太少,我想出題者應該是問太陽輻射和影子的關係。對於有晝夜交替現象的地區,應該是日出和日落時影子最長;極夜現象的地區,由於24小時都沒有太陽輻射,所以沒有影子;極晝現象的地區,午夜24點,太陽高度最低,影子最短。
太Sunny線和地平面的夾角稱為太陽高度,每天正午時刻都是當地最高的太陽高度,稱為正午太陽高度。如果研究某地正午時刻影子的長短,那麼北半球各地(除北極圈以北地區)冬至日正午影子最長;南半球各地(除南極圈以南地區)夏至日正午影子最長;赤道上的地區,在冬至日和夏至日正午影子都最長。