Делает ли дифракция тень дерева размытой?

Дифракция – это не то, что делает тень дерева размытой.. Тени деревьев, здания, и другие уличные объекты делаются размытыми из-за того, что солнце является протяженным источником света. Хотя дифракция может сделать тени размытыми, для объектов размером с человека в видимых длинах волн света, дифракция света мала.

Посмотрите внимательно на тень дерева, отбрасываемую на траву., твоя рука брошена на тротуар, или забор, отброшенный на дальнюю стену. Каждая тень имеет общую форму объекта, отбрасывающего тень., но края теней не четкие. Скорее, края тени размыты или нечетки. Чем дальше тень от объекта, создающего тень, тем более размытой становится тень. Например, убери руку от тени на тротуаре, и тень становится скорее кляксой. Если бы свет распространялся только по совершенно прямым линиям а также были только точечные источники света, все тени были бы идеально четкими, потому что свет достигал бы точки, а затем не достигал бы точки рядом с ней.. Таким образом, есть два эффекта, которые размывают тени.: 1) свет распространяется не только по прямым линиям, но может загибаться за углы (“дифракция”), а также 2) свет исходит не только от точечных источников.

Солнце не является точечным источником света. Скорее, Солнце имеет вытянутую форму с конечной шириной. Свет, генерируемый Солнцем, исходит из разных точек пространства вдоль поверхности Солнца.. Эту концепцию можно лучше понять, посмотрев на диаграмму ниже.. Свет с одной стороны Солнца может достигать областей, затененных от света другой стороны Солнца.. так же, свет с другой стороны солнца может достигать областей, затененных другими световыми лучами. Свет от протяженного объекта может проникать в область тени, поскольку свет исходит из разных точек Солнца.. Если затеняющий объект находится достаточно близко к поверхности, на которую отбрасывается тень (например. земля), есть область тени, куда не может проникнуть солнечный свет. Этот внутренний, темная область тени называется “тень”. (Слово “тень” происходит от латыни и означает “оттенок”. Это также корень слова “зонтик”, который затеняет вас от солнечного света или дождя. Эта связь между двумя словами может помочь вам вспомнить, что “тень” означает.) Внешний, более светлая область тени — это область, куда может проникнуть часть солнечного света., делаем тень светлее. Эта более светлая часть тени называется “полутень”. (Слово “полутень” происходит от латинских корней, которые означают “почти тень”, похоже на то, как слово “полуостров” происходит от корней, которые означают “почти остров”.) По мере продвижения к внешним областям полутени, все больше и больше солнечного света способно достичь земли, и тень становится все светлее и светлее. Каждый объект, освещенный солнцем, может отбрасывать тень с тенью и полутенью, как это делают астрономические объекты..

Размытые края повседневных теней вызваны тем, что источники света являются протяженными объектами.. Свет из разных частей источника может проникать в область тени, поскольку он исходит из разных точек пространства.. Чем темнее, Внутренняя часть тени, куда не может проникнуть свет, называется “тень”. Чем легче, внешняя часть тени, куда может проникнуть свет, называется “полутень”. Части, куда может попасть весь свет, не затенены.. Повседневные предметы, освещенные солнечным светом, например, деревья и заборы, может отбрасывать тени, состоящие из тени и полутени, как астрономические объекты. Обратите внимание, что это изображение представляет собой лишь схематическое представление и не требует масштабирования.. Изображение в общественном достоянии, источник: Кристофер С.. Бэрд.

что интересно, если источник света более протяжен в одном направлении, чем в другом, тогда тени, связанные с этим источником света, будут более размытыми в одном направлении, чем в другом.. Например, внимательно посмотрите на тень своей руки ночью в комнате, где есть только один, долго, люминесцентная лампа включена. Держите руку в одном направлении, кончики пальцев в тени будут резкими, а по бокам пальцев — размытыми.. Теперь поверните руку на девяносто градусов., и кончики пальцев станут размытыми, а боковые стороны пальцев станут острыми. так же, солнце также может вызвать этот эффект. Прямо перед закатом, солнечный свет сжимается в сплющенный диск из-за атмосферной рефракции. Таким образом, свет солнца перед закатом действует так, как будто он исходит от источника света, который более вытянут в горизонтальном направлении, чем в вертикальном.. Внимательно глядя на тень своей руки на закате, вы можете видеть, что в горизонтальном направлении он более размыт, чем в вертикальном., доказывая, что размытость повседневных теней вызвана тем, что солнце является протяженным источником.

Дифракция также может привести к размытию теней., но в повседневной жизни эффект бывает реже (изложил более тщательно: сама дифракция распространена в повседневной жизни, но дифракция, вызывающая размытость краев теней, встречается реже). Дифракция — это волновой эффект, при котором волны могут огибать углы препятствий.. Прежде всего, дифракция – слабый эффект, зависящий от длины волны света.. Длина волны видимого света составляет порядка сотен нанометров.. В следствии, простая краевая дифракция, например, края теней будут размыты, происходит в очень небольших масштабах. Эффекты дифракции можно усилить, если использовать очень маленькие структуры., например дифракционные решетки или капли тумана. Но в тот момент, ты больше не создаешь тени, но создают сложные дифракционные картины. Что касается теней, дифракционные эффекты повседневных предметов в видимом свете в значительной степени слишком слабы, чтобы их можно было заметить.. во-вторых, дифракция — это когерентный эффект, для которого обычно требуется почти монохроматический луч, такой как лазерный луч, чтобы он стал значительным.. Солнечный свет содержит множество цветов, которые преломляются по-разному., так что чистый эффект, что касается теней, заключается в том, что эффекты дифракции смывают друг друга.

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