03.01 飛機在天上飛,為何沒有在地面上投下巨大的陰影?

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因為光在同種均勻介質中沿直線傳播,當光照射的不透明的物體上時,在物體的另一側光線照不到的地方形成的陰暗區域就是影子。


實驗:在水平桌面的中央放上一個圓柱形物體。現在它所有一側點燃一支蠟燭,會在另一側可以看到圓柱體清晰的影子。在另一位置再點燃一支蠟燭,就會形成兩個交疊但不重合的影子。兩個影子交疊的部分完全無光而全黑,稱為本影;本影旁邊有半明的灰暗部分稱為半影。接著再點燃第三支蠟燭,本影縮小,半影出現多個層次。同時點燃多支蠟燭,則本影消失,半影也淡得看不見了。

這種現象最成功的應用就是無影燈。
同時,這個實驗告訴我們一個事實,光源的發光面積越大,本影越小。太陽雖然巨大,但距離地球遙遠,看起來就不是那麼大了,照射倒地球上的不透明物體,也要形成本影,飛機當然不例外。但飛機飛的太高,雖然形成了本影,但沒有到達地面,所以在地面上看不到飛機的影子。如果在機場上就能欣賞到了,飛機降落時,影子越來越大,起飛時影子越來越小直至消失。

另外,看過一個紀錄片,名字忘了,使用直升機進行航拍的,由於直升機飛的較低,畫面上就看到了直升機的影子。


甜甜向上314159


我看到有人回答,因為光具有波粒二象性,光的衍射云云。這種回答是不對的!

要理解本問題,根本不需要多少物理知識,只需要明白光線是直線傳播的,不能繞彎彎,然後簡單畫圖,就能明白其中的道理。

飛機用淺藍色六角星表示,太陽是黃色球,距離非常遠,體積非常大。這裡為了簡化,畫成小球。他在地上投下的真正的陰影(也叫本影,裡面很黑,我塗成深藍色)的面積,隨飛機與地面距離的增大,會變得很小,甚至為零。大家可以自己拿出筆來畫一畫,深藍色的地方,與太陽無法直線聯結,所以光線會被飛機徹底遮擋住。如上圖可見,深藍色比飛機小多了。

其實這和日食是一個道理。日食裡面是月亮,而不是飛機,給地球一個陰影。如下圖所示,只有黑色部分的陰影(本影)裡面的人才會看到日全食,是全黑的。其它灰色的陰影(半影)裡面的人能看到的只是日偏食,不很黑,不很明顯。黑色部分的陰影(本影)的面積,比月球小多了。

最後我發幾張最近我在飛機上拍的自己飛機的影子,作為實證。可見,飛機飛的越高,影子越模糊不可辨

這個樓上的飛機的影子,大家能看清嗎,飛行的高度比較高。


飛機在逐漸降落,從上圖可以看出,影子的輪廓逐漸清晰



飛機繼續降落,從上圖可以看出,飛機的輪廓變得更清晰了。



上圖裡飛機接近降落,投下了巨大的清晰的陰影,求小汽車的心理陰影面積。


司大勇


如圖,太陽直徑1.4*10^9m,普通飛機長度35m,日地距離1.5*10^11m,飛機要在地面產生本影,飛行高度最高為1500/14*35=3750m.在這個高度,飛機的本影大小為零,一個點,低於此高度,地面才會有本影。而3750m,僅僅是對流層底部而已,遠遠沒達到平流層的高度。爪機作的示意圖,難免粗糙。
作者:範克里夫

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這是個物理問題,邀請肅竹這個文科生來回答就不怕說錯了。不過這個問題貌似我還能扯幾句。

這種現象主要是受光波的反射、折射、衍射的影響。

空氣中本來就有水等多種物質,在太陽光照射到這些物質之上時,不透明的就會反射,透明的會反射也會折射。於是太陽光就會分解成無數個光源。同時,光波在遇到障礙物之後,從障礙物周邊直射過去的光波還會向被遮擋區域衍射。加上地面物體的反射。飛機與地面之間距離非常大,在這個距離中,光波經過這些作用就會填補遮擋的空間。

所以離地面越近,陰影就越明顯,越遠就越模糊,直到忽略不計。

但月亮比飛機遠,還能日食,因為它足夠大,同時在光線進入大氣層之前就攔截了。

文科生說話,不夠專業,見笑了!


肅竹


這個問題怎麼說呢?應該說問題的本質是光的漫反射。其中也有實際情況中遮擋物的大小的原因。


回到這個問題,你問的飛機為什麼沒有陰影,你回想一下,飛機起飛的時候有沒有影子?有的!那為什麼到天上以後就沒有影子了?那時因為太陽光光線具有漫反射現象,簡單的說就是繞過物體本身通過空氣反射現象。

雲彩的體積夠大,在一定範圍遮住了更多的光線,所以地上才會有陰影。

再舉一個例子就能比較直觀的解釋這個問題了,你用手電打出一個光源,在手電前放一個乒乓球拍,牆上就會有一個影子。但你在前面放顆米粒或細線,牆上還會有影子嗎?

希望這麼回答你能滿意!


孤獨倒班人


畫一幅圖就明白了,首先要知道地球相對於太陽實在是太小了,所以飛機在高空的時候,會不斷有光線照射到飛機的下面,所以這樣飛機就沒有影子了。但飛機飛的很低時,也就是飛機離地面很近時,飛機和地面距離較小,旁邊的光線進不來,所以就有影子了。


劉權林


個人認為:因為空中的顆粒對光有折射效果,又因為空氣中顆粒含量非常多,所以折射過來的這些光線會照亮影子,所以也就在地上看不見影子,可能像平時將東西越靠近燈泡時影子越淡一樣道理

以上純屬個人猜想,非專業解答,如有誤,歡迎糾正


為博得你的笑臉


這問題問的,得多大的飛機,才能在地上投下陰影啊。

好吧,權當是我想看看有多少人會點進這個問題來吧。

首先:正常我們所見的自然光多是太陽發射出來的,月亮反射的,星光。這些光都是從及其遙遠的距離發射過來的。它不像手電筒,你能用手捂住,它不但光源大,同時也會在傳輸過程中經過各種粒子、灰塵、水汽等折射反射。

所以,當飛機在高空時,四面八方射來的光,會像無影燈一樣,讓飛機在高空時沒有影子。

其次:飛機在地面看起來比較大,長度有十幾米、三十幾米、乃至於六十多米的龐然巨物。但是相對天空來說,飛機的大小簡直可以忽略不計。你把飛機像積木一樣,摞成從地面到萬米高空的豎塔,全國的飛機也摞不了幾排。佔地面積往大里算,50米寬*60長*三排=9000平方米,才相當於一平方公里的9000分之一,相對於國家的960萬平方公里,九牛一毛都不算。

再次:科幻片上經常通過地面的陰影來描述事物有多大,進而使人產生恐懼、敬畏和相應的視覺效果。但那只是科幻片,像二三十層樓那麼大的傢伙,還能在天上緩慢移動的,除非是熱氣球了,飛機反正是達不到那麼大。

順便再列一下飛機的參數,正常737-800,長度39.5米,高度12.5米(主要是垂尾高,機身沒那麼高)翼展35.8米。看起來是很長很寬,但也就相當於十層樓的高度,這種樓放在哪都不能算太高吧?

大飛機的話,安225,長度84米,翼展可達88米,高度18米,這可以算是龐然巨物了吧?但是飛到幾千米的高空,一樣看起來不比針尖大,甚至看不到。就像我們看幾千米外的三四十層高樓一樣,看起來大麼?所以,主要在於距離。

其實我主要想看看,這樣的問題有多少人點進來。(捂臉)


只有相思


飛機在太陽光下的投影不會大於飛機本身。隨著高度的增加,飛機的影子只會越來越模糊、越來越小。以體型最大的波音747為例,機身長度70m寬度為7m。當飛機上升到700m時,機身寬度的陰影會縮小至一條線。這時再加上大氣的散射作用,影子會完全消失。



只有飛機在接近地面時,才可以把太陽光近似的看作是平行線,在地面投射出飛機的陰影,如圖2。

造成以上現象的原因是太陽實在是太大了。在太陽和地球之間只能排列100個太陽。也就是說太陽最外側兩邊光線到達地球的角度為1:100,已經接近1度。在飛機距地面幾千米的高度中,這個角度是不能被忽略的。通過機身兩側的陽光在掠過機身後,會在700m處交匯在一起。隨著高度增加,交匯點越來越多,陰影會呈“散焦”狀態直至完全消失。既使按圖1的方式以飛機長度來計萛,飛機上升到7000m時,長度陰影也會完全消失。實際上在此之前飛機陰影的輪廓線已經越來越模糊。

這是因為太陽不是一個點光源,而是像一個巨大的無影燈。當陽光掠過物體輪廓時,會有無數根來自太陽表面不同位置的光線以不同角度同時通過這裡,並在地面投射出無數個飛機陰影,這些疊加在一起的影像就是造成飛機陰影輪廓線不清析的原因。

飛機越接近地面,這些影像的重合度越高、陰影輪廓線越清析。反之這些影像就會越發分散,直到出現圖1的情況時,重合部分就只剩下了一個點。飛機再往上陰影自然就會完全消失了。


四重奏6028217


因為光具有波粒二象性。要想了解可以看一下光的衍射,或者說電磁波的衍射現象。


光的衍射就是指光繞過障礙物繼續向前傳播的現象。其中包括單縫衍射、圓孔衍射、圓板衍射及泊松亮斑,這些實驗都可以證明光會繞過障礙物,這就是為什麼飛機在天上飛,光線會繞過飛機到達地面。如果高度夠高,那麼飛機看起來還沒太陽大,這樣就沒陰影了。
如上圖所示,高空的飛機不會有陰影,可能細看會有亮度的區別但是不明顯。而低空的飛機就會有明顯的陰影。


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