水是透明的,但是我们为什么能看见?

严格来说,在绝大多数情况下你根本看不见水。

在水不够深的情况下,你只是以为你看见了水,其实你根本没有看见,只是你的大脑根据光学差异,再结合以往经验,分析出了一个范围里有水而已。

你先思考一个最基本的问题——我们是如何看见东西的?

光线照射到物体上,再反射到我们的眼睛里,晶状体把接收到的光线投射到视网膜上成像,于是我们就看见了这个物体。

与此同时,由于不同的物体只会反射出不同波段的光线,因此我们就看见了各种各样的颜色。

不仅如此,我们眼球中的成像实际上还是倒立的,是大脑进行了修正。

这一过程跟照相机如出一辙。

水是透明的,但是我们为什么能看见?

从这一原理来说,我们只能看见会反射光线的物体。

水虽然也能反射光线,可是水的透光率特别高,在水不够深的情况下,绝大部分光线直接穿透过去了,仅有极少数量的光线会反射回来,数量根本不足以达到肉眼能感知的程度,因此在这种情况下我们是看不见水的。

只有在水足够深的情况下,反射回来的光线数量足够多了,我们才真正看见了水,而此时的水也是具有颜色的,譬如蓝色的大海,绿色的湖泊。

其实我们可以通过一个最简单的小实验来证明这一点——下面这个瓶子是空的还是有水的?

水是透明的,但是我们为什么能看见?

显而易见,在通透度很高的容器里,假如找不到水面,我们很难判断里面究竟有没有水。

可如果瓶子里装的是沙子,我们不需要去寻找什么表面,一眼就能判断出瓶子里有沙子,原因就是我们真的能看见沙子,但真的看不见水。

不过,我们一旦拿掉瓶口的遮挡,你是不是立刻就感觉你看见瓶子里的水了?

水是透明的,但是我们为什么能看见?

现在你再结合上面的内容仔细想想,你究竟是真的看见了水,还是大脑通过瓶子和水的光学差异,分析出了里面有水。

请不要试图抬杠,我知道,伏特加瓶子里装的其实是酒。

那么问题来了:瓶子本身也是透明的,我们为何又能看见瓶子呢?

因为玻璃和空气也存在光学差异嘛,瓶子背后的景物反射回来的光线,穿过瓶子之后受到了扭曲和折射,于是大脑便根据这一现象分析出了那里有一个透明的瓶子!

同样上面的道理一样,在玻璃不够厚,并且很平整的情况下,我们也是看不见玻璃的,所以常常有人会一头撞在过于平整洁净的玻璃门上面。

或者一看见门框就错误地认为那里有玻璃……

水是透明的,但是我们为什么能看见?

讲到这里,应该不难想到我们为何能“看见”装在盆子里的水了。

在盆子里的水不断晃荡的情况下,盆底反射回来的光线就会不断地受到扭曲,因此我们的大脑能够判断出水的存在。

如果盆子里的水是完全静止的,我们只有找到水面才能判断出盆子里有没有水,但我们并不是真的看见了水。

假如你不相信,那我们再做一个简单的小实验来证明这一点——下面这口锅是空的还是有水的?

水是透明的,但是我们为什么能看见?

看不出来,对吧。

因为你找不到任何对比,没有对比大脑就无法分析锅里究竟有没有水。

然而我们去掉遮挡之后,你又觉得自己清清楚楚、明明白白地看见锅里的水了。

水是透明的,但是我们为什么能看见?

明白了吗?你其实根本就看不见水,只是你的大脑对物体的颜色、形状、状态等差异进行对比之后,分析出了水的存在。

这些差异统统来自于光线——水在一定程度上改变了物体反射出来的光线的速度、数量和波长,使得穿过水的光线会稍稍有别于穿过空气的光线。

而眼睛是通过光线看见物体的,一旦眼球接收到的光线出现了差异,物体的颜色或形状也就出现了不同程度的变化,于是我们的大脑便根据这一变化,分析出了水的存在。

我们能“看见”透明的玻璃也是同样的道理。

水是透明的,但是我们为什么能看见?

其实“透明”这个词语的含义本身就很笼统,一般来说,只要是光线能够穿透的物体,都可以被称为透明物体,从这个意义上来说,空气本身也是一种透明物体。

然而,世界上并没有绝对透明的物体,绝对透明就意味着没有物体。

因为物体是原子构成的,而原子会吸收和反射光子。只要有原子的存在,就必定有一部分光子会被吸收和反射,只有真空才能让光线全部通过,这也正是光线只有在真空中才能以100%光速传播的原因,而真空就意味着没有任何物体存在。

由此可见,原子的种类、数量和密度决定了能通过的光子数量,也就是所谓的透光率;同时它们还决定了光线的传播速度,也就是所谓的折射率——由于光线只会沿耗时最短的路径传播,所以光线的传播速度被改变后,传播的路径也会发生变化,折射就是这样发生的。

空气、玻璃、水,或任何透明物体的原子组成都是各不相同的,它们的透光率和折射率当然也就各不相同。

正因如此,当光线穿过不同的透明介质之后,剩下的光线的波长和方向就发生了变化,导致我们眼中的物体状态也随之发生了变化,使得我们能够凭借经验分析出物体与我们之间隔的是空气、水、还是玻璃。

但这绝不表示我们真的看见了这些透明的物体,我们真正看见的其实是被这些透明介质扭曲了的物体,而非介质本身。


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