阳光像个调皮的小懒虫,哪位想跑到手边的烛台上蹭蹭。可要是你瞄准的是窗棂上那枚不起眼的小孔,它却乖乖地把自己缩成了个黑窟窿,连一根针的光都透不进来。

这时候,隔壁屋的花瓶影子,居然能从墙头倒挂下来,显得那么大、那么近,仿佛就伸手就能摸到似的。

这哪会是啥硬碰硬的物理定律?这分明是光在玩捉迷藏,玩出了令人拍案叫绝的魔术。 咱们先看看这口废铁管。管上没糊个光亮的纸,就是个黑色的圆洞。有个好奇的酸儿去照,发现影子里的比外面大得多,大得像复印机漏的纸。酸儿问这如何回事。管孔不大,光如何偏偏能钻进过来,再往外窜?这光跑出洞子,像是从热气球上掉下来的,往上冒。可要是光想往回跑呢?它得从管子的另一头钻出去,再穿过对面的屏幕,才算回到你的眼里。

这就像个过山车,光儿得在两头“坐稳”,才能把影子从外面拉回来。 这就好比咱家里一只苍蝇在墙上飞,它的影子在地板上。苍蝇飞得快,阴影就小;苍蝇飞得慢,阴影就大。苍蝇要是悬在半空,影子就刚好压在那张纸上。可苍蝇一飞走,影子就缩到墙上去了,看起来特别远。

原理跟照相机的镜头可没两毛钱关系。照相机是个大圆孔,光线得穿过它,在底片上投射出影像。

要是底片是个圆洞,那影子就得是个椭圆,圆形的底片里画不出个圆形的影子。 这就好比咱在客厅挂那幅庞大的国风挂画,画框是圆的。可咱看画的时候,是用眼凑近画的,就像把画框缩小,眼的视角跟画框的圆孔重合了。

这时候,画框里的图案就反着放大,钻进眼了。

要是咱站在远处看,画框就在眼后面,画框里的图案就被压缩得看不见。

只有眼跟画框的距离合适,才把画框里的东西全塞进眼里。 这光透过小孔被拉长的现象,简直就是“光流”在晃悠。光在玻璃里跑得飞快,像风一样。可管子里只塞了根细细的铁丝,光就这些费事事儿。进的时候得拐个弯,出的时候还得拐个弯,中间还得被物理事件卡关一下。就像个穿针引线的人,线头弯来弯去,中间还得穿插着各种小动作才能把东西送出去。 最神奇的是影子的方向。忒阳在天上跑,影子在地上跑。

可是光管一固定,影子的走向就锁死了。

不管忒阳如何转,影子都从管子那一端跑那会儿,跑到管子另一端,再跑到对面那个黑纸片上。

这就像咱进食,不管忒阳在东边还是西边,盘子一辈子在正前方,影子一辈子是从盘子这头跑到那头。 咱那会儿在物理课上听老师讲,那是说光走直线。可这实际上不是说光不能拐弯,而是说光走直线的时候,被管壁卡住了。光管是个“单向通道”,光只能从一边往另一边钻,不能回头。

故此光在管子里只能跑直线段,管两端跑直线段,中间被管壁挡住,只能拐个弯。

这就像人在屋子里走,走过客厅还得经过灶台间,才能到阳台。光儿也得如此走,它才不会在管子里迷路。 这原理实际上挺好办的,就是“遮挡 + 延伸”。遮挡让光线变窄成针,延伸让光线变长。

要是光变宽了,影子就没了;要是光变短了,影子就缩了。

只有针状的光,才能形成立体的影子。 再说说这个倒立的过程。光进去的时候是正着的,管出来还是正着的。

可是影子要在管子的另一面才能形成。

故此光进去了,影子先出来,然后影子再跑那会儿,最终印在屏幕上。

这就好比光影在管子里排队,从“正”变“反”,最终到了对面。 这还能用来剪纸,要么做个“米”字洞。在墙上打一个米字。

然后把一块透明的玻璃罩上,管子里放点雾。雾散开的时候,光就从米字眼钻出来。

你看米字眼里的雾肯定比外面淡,出于管子里的光被遮住了。并且雾在管里的局部,肯定比外面的大,出于光被拉长了。光管越小,拉出来的影子越大,这就像把放大镜的镜片缩小了一样。 实际上这原理早就被古人看透了。张衡在天仪里用的是这个,显微镜也是受这个启发。古人Making 灯笼时,也讲究这个。要把光引出纸外,就得让灯罩有个小孔,光穿过孔出来,影子就倒立了。 这道理听着有点绕,实际上就一句话:光想横着走,就得穿过管子;光想竖着走,也得穿过管子。管子就是个“光折返器”,把光从“正”改成“反”。 故此,下次看到墙上的影子,千万别认定怪。

那只是光在耍个小智慧,利用管子的限制,把影子从墙上拉了回来。

这哪儿是死板的直线传播?分明是光影在跳着迪斯科,一边进,一边出,最终在你眼前圆转一圈,把影子给你转回来。