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为什么地面上积水处显得比较亮? 我们究竟通过什么辨别积水?
时间:2017-07-04 13:01   来源:未知   责任编辑:沫朵
  原标题:为什么地面上积水处显得比较亮? 我们究竟通过什么辨别积水?
 
  想象一下,在一个雨过天晴的夜晚,你在静谧的小路上漫步,只有天空中的一轮明月发出和谐的光亮照着这片大地……借着月光,你也许很容易就发现地上的积水,会看出哪里特别明亮一些,哪里相对暗淡一点,你会敏捷地避开水洼,轻快地向前走着。那么问题来了,我们究竟通过什么辨别积水呢?
 
  要说清楚这件事情,我们首先需要明确两个物理上的基本概念——“镜面反射”和“漫反射”。对于光的反射特性,我们都很熟悉:光线在前进的方向上遇到两种介质的交界面——或者更通俗一点说,“障碍物”,传播方向发生改变的现象。不论交界面的形状如何,我们在这个交界面上取一个非常小的区域,就可以将它看成近似的小平面,那么在这个平面的“侧面”去看光线的反射——如果你能看得到“光线”的话,更严格地讲,这类似于雨后阳光从云层之间的缝隙里钻出来,如伞状洒向大地的“丁达尔效应”是光的散射特性,暂且不谈,但这并不影响我们理解光的反射。于是,从这个“侧面”去看光的反射,是完美的对称!

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  光掠着平面浅浅地投下来,反射光也会掠着平面浅浅地离开;光线如同雨滴下落般接近笔直地“飞”向平面,也会同样接近笔直地反射回来。如果我们将目前的视野不断地扩大,让一个个小平面连起来得到一块“大”平面,比如,我们手中的一面镜子,再设想让一束光,就用手电筒好了——去斜着照射到镜子上,那么,光就会像皮球碰到墙壁一样“反弹”起来,从镜子的侧面看这两束光线将是完美的对称!因为镜面是比较理想的“平面”,足够光滑,所以光的反射是完美对称的,因此称为“镜面反射”。

  而与之对应,如果光照在一个不那么完美的平面上,非常粗糙,用手摸上去就能感觉到它的不平整,抚摸起来阻力很明显,光反射回来,将朝向四面八方,漫无目的,故而这称为“漫反射”。如果我们再次变身为一只小虫,近距离放大来看这个不完美的平面,会看到多么粗糙:细微的不平整被放大,起起伏伏,就像一座座小山丘,一会儿上去,一会儿下来,虽然光照在每个足够小的地方仍然是“完美”的反射,但是从大的整体上看,不平整造成了“漫反射”。台灯照亮书本是漫反射,火炉照亮墙壁是漫反射,在太阳光下的花花草草、鸟兽鱼虫都被光漫反射。如果在夜晚望向窗外,窗子并不会被屋里的灯光照亮,这也是镜面反射的“杰作”,如果没有漫反射,我们的世界可能并不会如此“均匀”的明亮!

  那么,你怎么在雨后的夜晚借助月光看清积水呢?技巧是这样的:如果面对月亮,那么有积水的地方会看起来亮一些,因为镜面反射的缘故水面就像一面镜子将月光反射到人的眼中;在背对月亮的时候,有积水的地方反而看起来要暗一些,因为月光经过积水的反射不直接会进入眼睛,而相比之,周围的东西由漫反射将部分月光反射到眼睛中而更亮。神奇的光在自然法则的约束下自由地照射,让我们身处的美妙世界充满了生机与神奇!

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