丁卡
你聽過這樣一個故事嗎?有一個人非常討厭自己腳底下躺著的影子,想要擺脫它。可是無論他走到哪里,都沒辦法讓影子消失。他就這樣為了躲避影子而跑來跑去,最后累得暈倒在地。他的鄰居聽說了這件事,不禁哈哈大笑:"你站在樹蔭底下,把光擋住,腳下不就沒有影子了嗎?"
沒錯。想要讓影子消失,唯一的辦法就是把光線擋住。因為,光線是直線傳播的。當它在"前進"的路上遇到了不透明的物體,不能穿透,就只能在這個物體的后面留下一塊陰影了。所以,有光就會有影。它們是不能被分開的。
可是,在某些特殊的時候,人們既需要光線來照明,又不能出現(xiàn)陰影。比如說,當醫(yī)生在手術臺上做手術的時候,需要有足夠的光亮,才能看清楚病人的身體;但如果用普通的燈光來照明的話,醫(yī)生的手和身體的影子就會被映在手術臺上。更麻煩的是,做手術的時候,醫(yī)生、助手和護士是圍著手術臺站成一圈的。就是說,無論從哪個角度來照明,都免不了會留下陰影。要知道,做手術是件非常精細的工作。要是這些影子跟著醫(yī)生的手,在病人身上晃來晃去地"搗亂",那可就要出大事故了。
那么,怎么才能在留下光明的同時,把陰影趕走呢?
在課堂上,我們學過,影子的大小和光線的位置是有關系的。如果光從近的地方照過來,影子就會變大;當光從遠一點的地方照過來時,影子就沒會變小。嗯,但你有有試過,如果同時有光線從兩個不同的方向照過來,又會怎么樣呢?我們可以做一下實驗。把一個茶葉筒放在桌上,旁邊點燃一支蠟燭,茶葉筒就會投下清晰的影子。這時,你可以再點燃一支蠟燭,放在另一個方向,于是,你會發(fā)現(xiàn)在茶葉筒的"腳下"出現(xiàn)了兩個有所重疊、但不完全重合的影子。這兩個影子相疊的部分完沒全有光線射到,是全黑的;其他的部分半明半暗,比普通的影子要淡得多啦。
在科學理論中,那片全黑的影子被叫做本影;而它外面那片半明半暗的部分,被叫做半影。你可以嘗試一下,再點上第三支、第四支蠟燭……這時,本影就越變越小了,而半影不但越來越大,而且越來越淡。當你圍繞著這只茶葉筒,像在生日蛋糕上那樣,點起了一圈蠟燭時,你會發(fā)現(xiàn):本影居然不見啦,而半影雖然還有一點點,可也已經(jīng)很淡、很淡,像一圈光暈了。
這是怎么回事呢?呵呵,道理很簡單。影子為什么會成為影子?就是因為光線被擋住,出現(xiàn)了一塊光照不到的地方。在"本影"的那塊地方,光是徹底被擋住的,而到了它的外圍部分,光被擋得不那么嚴了,自然也就沒那么"黑暗"了。當光線從四面八方照射過來,本來因為遮住某一條光線而形成的"影子地帶"又被反方向射來的光照亮了,這下,影子可真的是"無處藏身"啦。
根據(jù)這個原理,科學家們制成了一種特殊的燈。它是用發(fā)光強度很大的幾個燈,在一塊圓盤上轉(zhuǎn)著圈排成一個圓形(就像巨石陣?哇,你的想象力太厲害啦),這樣,就可以從不同的角度把非常明亮的光線照到手術臺上,同時又不留下陰影———其實也不是一點兒影子都沒有,只要沒有可能干擾做手術的明顯黑影就可以了。這種燈就是"無影燈"。不過,想見識一下這種神奇的燈可不容易,除非你長大后當了醫(yī)生,否則,要是你真的見到了它,那就說明———你生病啦!
摘自《科普童話·百科探秘》