Maakt diffractie de schaduw van een boom wazig?

Diffractie is niet wat de schaduw van een boom wazig maakt. De schaduwen van bomen, gebouwen, en andere buitenobjecten worden wazig gemaakt door het feit dat de zon een uitgebreide lichtbron is. Hoewel diffractie schaduwen wazig kan maken, voor objecten op menselijke grootte bij zichtbare golflengten van licht, de diffractie van licht is klein.

Kijk goed naar de schaduw van een boom op het gras, uw hand op het trottoir, of een hek op een verre muur. Elke schaduw heeft de algemene vorm van het object dat de schaduw werpt, maar de randen van de schaduwen zijn niet helder. Liever, de randen van de schaduw zijn wazig of wazig. Hoe verder de schaduw verwijderd is van het object dat de schaduw creëert, hoe vager de schaduw wordt. Bijvoorbeeld, Beweeg uw hand weg van de schaduw op het trottoir, en de schaduw wordt meer een klodder. Als het licht alleen in perfect rechte lijnen zou reizen en er waren alleen puntbronnen van licht, alle schaduwen zouden perfect helder zijn omdat het licht een plek zou bereiken en dan niet een plek er vlak naast zou bereiken. Er zijn dus twee effecten die schaduwen vervagen: 1) licht plant zich niet alleen in rechte lijnen voort, maar kan om hoeken buigen (“diffractie”), en 2) licht komt niet alleen uit puntbronnen.

De zon is geen puntbron van licht. Liever, de zon heeft een uitgestrekte vorm met een eindige breedte. Het door de zon gegenereerde licht straalt uit verschillende punten in de ruimte langs het oppervlak van de zon. Dit concept kan beter worden begrepen door te kijken naar het onderstaande schema. Licht van de ene kant van de zon kan de gebieden die worden overschaduwd door het licht van de andere kant van de zon te bereiken. evenzo, licht van de andere kant van de zon kan de gebieden die zijn geschaduwd alle lichtstralen bereiken. Licht van een langdurige object is in staat om de schaduw gebied binnendringen omdat het licht is afkomstig van verschillende punten langs de zon. Indien de shadowing object dicht genoeg bij het oppervlak waarop de schaduw wordt geworpen (bv. de grond), er is een schaduwgebied waar geen licht van de zon kan komen. Deze innerlijke, Het donkere gebied van de schaduw wordt het “ombra”. (Het woord “ombra” komt uit het Latijn en betekent “schaduw”. Het is ook de wortel van het woord “paraplu”, die u beschermt tegen zonlicht of regen. Dit verband tussen de twee woorden kan je helpen herinneren wat “ombra” middelen.) De buitenste, Het lichtere deel van de schaduw is het gebied waar een deel van het zonlicht kan bereiken, waardoor de schaduw lichter wordt. Dit lichtere deel van de schaduw wordt de “halfschaduw”. (Het woord “halfschaduw” komt van Latijnse wortels, wat betekent “bijna schaduw”, vergelijkbaar met hoe het woord “schiereiland” komt van wortels, wat betekent “bijna eiland”.) Terwijl je naar de buitenste gebieden van de halfschaduw gaat, steeds meer licht van de zon kan de grond bereiken, en de schaduw wordt lichter en lichter. Elk object dat door de zon wordt verlicht, kan een schaduw werpen met een umbra en een halfschaduw, net zoals astronomische objecten dat kunnen.

De wazige randen van alledaagse schaduwen worden veroorzaakt doordat de lichtbronnen uitgestrekte objecten zijn. Licht uit verschillende delen van de bron kan het schaduwgebied binnendringen omdat het uit verschillende punten in de ruimte komt. Hoe donkerder, Het binnenste deel van de schaduw waar geen licht kan komen, wordt de “ombra”. De aansteker, buitenste deel van de schaduw, waar wat licht kan komen heet de “halfschaduw”. De delen waar al het licht kan komen, zijn onbeschaduwd. Alledaagse voorwerpen verlicht door zonlicht, zoals bomen en hekken, kan schaduwen werpen die zijn samengesteld uit een umbra en halfschaduw, net als astronomische objecten. Merk op dat deze afbeelding slechts een schematisch diagram is en dat niets op schaal is. Public Domain Afbeelding, bron: Christopher S. Baird.

belangwekkend, als een lichtbron zich in de ene richting verder uitstrekt dan in de andere, dan zullen de schaduwen die bij deze lichtbron horen in de ene richting waziger zijn dan in de andere. Bijvoorbeeld, kijk goed naar de schaduw van je hand in een kamer 's nachts met slechts één hand, lang, fluorescentielamp ingeschakeld. Houd uw hand in één richting, de toppen van je vingers in de schaduw zullen scherp zijn, terwijl de zijkanten van je vingers wazig zullen zijn. Draai nu uw hand negentig graden, en de vingertoppen worden wazig terwijl de vingerzijden scherp worden. evenzo, de zon kan dit effect ook veroorzaken. Vlak voor zonsondergang, het licht van de zon wordt door atmosferische breking tot een afgeplatte schijf samengedrukt. Het licht van de zon bij zonsondergang gedraagt ​​zich daarom alsof het afkomstig is van een lichtbron die zich in horizontale richting verder uitstrekt dan in verticale richting.. Kijk goed naar de schaduw van je hand bij zonsondergang, je kunt zien dat het in horizontale richting waziger is dan in verticale richting, wat bewijst dat de wazige aard van alledaagse schaduwen wordt veroorzaakt doordat de zon een uitgebreide bron is.

Diffractie kan er ook voor zorgen dat schaduwen wazig worden, maar het effect is zeldzamer in het dagelijks leven (zorgvuldiger vermeld: diffractie zelf is gebruikelijk in het dagelijks leven, maar diffractie die de wazigheid van schaduwranden veroorzaakt, komt minder vaak voor). Diffractie golfeffect waarin golven kunnen buigen rond de hoeken van obstructies. Allereerst, diffractie is een zwak effect dat afhangt van de wavelengt licht. De golflengte van zichtbaar licht in de orde van honderden nanometers. Als gevolg, eenvoudige edge diffractie, zoals schaduw randen wazig zou maken, er gebeurt op een zeer kleine schaal. Diffractie effecten kunnen worden versterkt als zeer kleine structuren worden gebruikt, zoals diffractieroosters of mistdruppels. Maar op dat punt, je niet echt het produceren schaduwen meer, maar produceren complexe diffractiepatronen. Voor zover schaduwen gaan, de diffractie-effecten van alledaagse voorwerpen op zichtbaar licht zijn grotendeels te zwak om op te merken. ten tweede, diffractie is een coherent effect dat doorgaans een bijna monochromatische straal vereist, zoals een laserstraal, om significant te worden. Zonlicht bevat veel kleuren die allemaal verschillend diffracteren, zodat het netto-effect, wat schaduwen betreft, is dat de diffractie-effecten elkaar uitwassen.

Credit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2014/07/02/how-does-diffraction-make-a-trees-shadow-blurry/