近大远小是怎么回事?
给孩子最好的科学教育
太阳和月亮每天伴随着我们。印象中,太阳和月亮看起来差不多大。但是你可能知道,太阳远比月亮大。但是它们为什么看起来差不多大呢?
实际上太阳和月亮看起来差不多大只是一个超级大巧合!
嗯,既然是“看起来”,那么就跟光有关。我们要从光的传播说起,你可能知道光线沿直线传播。
而我们对物体大小的感知取决于两个因素,一个是物体的真实大小,另一个就是物体到我们的距离。
这种“看起来的大小”可以用张角的概念来衡量。
图中画了两颗大小相同的树,但它们到眼睛的距离不一样。因为光沿直线传播,所以我们在纸上可以用直线来表示光线的传播。用直线连接树的两端和眼睛,能从图中看出,绿色的树对应的张角比红色的树更大一些,这就意味着绿色的树看起来更大一些。这就是传说中的近大远小。
太阳和月亮“看起来”的直径大约是0.5°,那么0.5°大概是多大呢?这里我们告诉大家一个小技巧。现在拿出你的手,把手臂伸直,做出下图中的手势:
把手臂伸直后,伸出你的小拇指,小拇指的宽度“看起来”差不多就是 1°,所以 0.5° 就是小拇指宽度的一半。图中列出了其他手势对应的角度大小,而且对大人和小朋友都管用哦 ~~
▲ 把手臂伸直手掌张开,手掌对应的角度大约是 20°
近大远小的现象在生活中很常见,绘画中透视原理也基于近大远小。
出一个问题考考你:
你可能会说,夏天的月份!嗯,这非常符合直觉,就像离炉子越近就感觉越热,但这并不适用于太阳!
事实是,太阳在一月份离我们最近,在七月份离我们最远。因为地球环绕太阳的轨道非常接近圆形,所以几乎看不出来差别,如下图所示。
▲ 分别在7月和1月拍摄的太阳
然而月球轨道就略扁一些了。月球在远地点和近地点拍到的照片能看出明显差别。
这个差别有什么后果呢?那就是发生日食的时候,有时候是日全食,有时是日环食。
最后,我们来看一看如何利用“近大远小”这个原理来欺骗你的双眼,注意观察房间中的物体,想想它们到底在什么位置。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=d1306chguwp&width=500&height=375&auto=0
怎么样,是不是有种错乱的感觉?相信你看完视频就应该能感觉到,房间中物体的实际大小,和它们一开始看起来的大小并不一样。
把这个视频拿给你的小伙伴看看,试试他们会不会被“骗”吧!
利用近大远小还可以
拍出很多有趣的照片
▲ 图中的月亮或太阳差不多都是0.5°,只不过人物离相机的距离不同。
从尔康的视角可以看到一个著名的星座(见下面右图),这是什么星座?请在留言中作答。
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