也问个生活中的科学问题

色盲 · 发表于 2007-4-24 23:59:35

和暖的春天来了。这天难得天气晴好，阳光照到屋里的暖气片，将其影子投在地上。这时色盲发现地上暖气片的影子周围，受热袅袅扰动上升的空气也投下了淡淡的影子。有趣的是，如果直接观察暖气片的上方，却看不到空气有什么扰动现象（即肉眼很难观察到这种扰动）。其实因为气温较高，先前暖气已经停了，如果不是地上的影子，色盲还真没有料到暖气是开着的。

问题：为什么肉眼难以观察到的轻微空气扰动，留下的影子却如此明显？是视觉误差还是有光学上的原因？

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据说这世界是彩色的？

yinyin · 发表于 2007-4-25 04:09:39

暖气片加热周围空气，热空气上升，产生紊流，使空气密度不匀。阳光穿过时会有折射，投影到地上形成依稀可见的袅袅阴影（若投影到紧挨着暖气片的白纸上，即缩短投影距离，这袅袅阴影就会较不明显）。因为空气是无色透明的，直接目视是很难觉察出这种空气上升紊流。色盲MM可以试试，站离暖气远一点，透过暖气上方（接近暖气）看远方景物，也许就可觉察出景物微微晃动变形。为什么要“远”，夸张一点，其道理就跟“隔着毛玻璃看不清远方景物；而把毛玻璃放在一页书上，则字迹清晰可辨”一样。

husonghu · 发表于 2007-4-25 04:24:39

应该是光学上的原因：热气经过处，其密度相对小(较之于周围正常空气)。光线在两密度不同的气相界面发生散射；散射光再与原光线(入射光)产生干涉，在地上看到的是干涉图投影。

我想，如果人站在适当的位置，于适当的角度(比如趟在地上看到干涉图投影的地方，让干涉光直接进眼睛)，也应能直接看到空中的扰动。色MM可以试试看。

(大致地说，也不知对否，用词也可能不专业。大伙包涵。欢迎更好的解释)

husonghu · 发表于 2007-4-25 04:30:10

当我慢慢地打好字发上，发现yinyin已答了

总之是光学原因，与我想说的差不多

大清太平 · 发表于 2007-4-25 04:45:10

yintin说：阳光穿过时会有折射，投影到地上形成黑影。这样的原理，听起来像光线过3棱镜的情形，
是否应该出现彩色（彩虹）图案，而不是黑色？

husonghu的干涉图说，非常有意思。确实是一种可能性。这种情况与其说是密度不均匀引起，不如说是在暖气片上方的水蒸气颗粒的反（折）射，同没有经过反（折）射的太阳光，进行干涉引起。

但同样不肯定，为什么不是彩色。

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yinyin · 发表于 2007-4-25 05:42:44

哈哈，请大清兄重新看看yinyin的帖子，yinyin可没说“投影到地上形成黑影”。yinyin只是说“依稀可见的袅袅阴影”，也就是阳光随机地分布不均匀，有的地方暗一点，有的地方亮一点而已。

并不是所有的折射都能形成可明显察觉的彩虹。

yinyin · 发表于 2007-4-25 08:32:35

暖气片是密封的，其上方不会有比周围环境更多的水蒸气（大清兄所说的“水蒸气”不是指气态H₂O，而是指雾状液态H₂O颗粒吧）。

大清太平 · 发表于 2007-4-25 08:49:15

我的意思是指那些是没有色彩的黑白或者灰白，不过这些不是太要紧，哈哈。

其实这个问题可以这样看：

可以把问题极端化，想象那些部分是空中富含水分的云，阳光的穿透性不好（即折射率问题），所以地面上会有阴影。当这片云稀薄不一时（透射率不均匀），地面上看起来就是亮度不一的阴影。

应该还是yinyin的思路

。

yinyin说，“因为空气是无色透明的，直接目视是很难觉察出这种空气上升紊流”。这里“透明”，应该是说没有折射的意思，和您的关于折射的解释，用最挑剔的眼光看，有点不自洽？

能否看见东西，关键在于有无足够的漫反射进入人眼。密度不均匀空气，会有折射，如还含有大颗粒如水滴（或者尘埃），就可以由反射而看见，否则，就不能看见。既然我们看不见，那就按照yinyin的说法，还是“比较”透明的。

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大清太平 · 发表于 2007-4-25 08:54:06

那样的话，在阳光下是可以看到的。漫反射。

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yinyin · 发表于 2007-4-25 09:39:46

大清兄的问题：这里“透明”，应该是说没有折射的意思，和您的关于折射的解释，用最挑剔的眼光看，有点不自洽？

回答:“透明”是指光线能全部穿过，“折射”是指光线穿过时改变方向，两者是相容的。即使用最挑剔的眼光看，还是自洽的。

yinyin · 发表于 2007-4-28 01:29:55

太阳下的地面温度很高，靠近地面的空气的温度有一个显著的梯度，使得密度也有相应的梯度。光线从远方景物（或天空）而来，穿过这层空气时其轨迹发生弯曲，到你眼里犹如水中倒影。这跟沙漠中的湖泊幻像（海市蜃楼）是一个道理。

本贴由[yinyin]最后编辑于：2007-4-27 18:58:57

本贴由[yinyin]最后编辑于：2007-4-28 2:6:23

实验者 · 发表于 2007-6-23 11:34:42

大家注意到没有，一张600*800的图象，缩小到1024*768的时候，是不是感觉清楚点。

远处看地面100米长的地段，也许你认为只有10米。（如一个斜边的投影）

也就是说在人眼看来100米长的地段反射集中到10米的地段上来了，反射的图象自然清楚些。加上地面颗粒很平，而且柏油颗粒具有较强的反射性，所以如镜子一般。你在石子路上试试，就看不到这样的景象。

zjb · 发表于 2007-9-3 00:01:23

暖气关了，温差小了，上升气流弱了，所以空气扰动就不明显，人眼难以察觉。而斜射的阳光能把影子拉长，起了放大作用。当它透过扰动气流时，气流密度的不均匀变化使之折射率也不断变化，于是就有了投影的明暗变化，而且幅度大于气流本身，使之更易被察觉。

临川王某 · 发表于 2007-12-20 16:40:01

这是因为人眼睛要看见东西必须有物体反射光线。地上的影子是由于空气扰动，窗外光线进来时发生折射，从而使地面上光亮不一，产生影子。暖气片的上方空气扰动，由于没有物体反射光线（严格上来说是很少，因为空气中还是有少量灰尘的），所以我们人眼观察不到。

临川王某 · 发表于 2007-12-20 16:41:22

这是因为人眼睛要看见东西必须有物体反射光线。地上的影子是由于空气扰动，窗外光线进来时发生折射，从而使地面上光亮不一，产生影子。暖气片的上方空气扰动，由于没有物体反射光线（严格上来说是很少，因为空气中还是有少量灰尘的），所以我们人眼观察不到

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好问题啊。我想，.....

当我慢慢地打好字发上，发现yinyin已答了[:-Q]总之是光学原因，与我想说的差不多[:P]

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哈哈，我说的是黑影，您说的是阴影

本来想说是一定尺寸的液态水滴，淡雾状，但看来不是，因为

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