镜子画画放水里原理-镜子画画放水中原理
镜子画画放水里,这事儿听着挺玄,实际上就是一场光影的魔术。 你想啊,把一面镜子倒扣在水面上,再贴上一张白纸。
这时候,水面会像个大镜子一样,把上面的白纸也“映”在下面。便,你在纸上画个圆,水里的圆也跟着动了;你在圆圈里画个三角形,水里的三角形也跟着画了个圈。四角对四角,简直像开了一个无限循环的画框。
起初你可能认定这不过是视觉错觉,要么当作是自己渗到了画里面,但只要你仔细盯着看,那倒影是动着的。它跟着你在纸上走,却又像是独立存有。 这背后的道理实际上挺好办的,就是光的反射和折射在打架。 你看,当你把镜子放在水里,水面就成了新的反射面。光先从白纸反射,然后穿过水,在镜子背面反射回来,最终再穿过水,回到你的眼里。
这就构成了一个光路。而当你把您的脸贴在玻璃上,脸上的光也会照到镜子里,形成你的倒影,最终也穿过水回到你眼里。
这两个“你”重叠在一起,就形成了那个完美的镜像圆。 大量人会问,为啥画出来的是小李的圆,而不是你画的圆?这是出于我们的眼接收到的光,实际上就是上方白纸反射的那束光。别看物理上镜子里画的是小李的脸,但你在视觉上看到的实际上是上方白纸的投影。
这就像你在投影仪上画画,屏幕上的画就是投影出来的,不是你本人的画。 至于为啥画起来会像“水里有个人”,实际上是出于水面本身就在分界线。当两张纸在分界线上对平时,光线穿过水面形成折射,角度变了,害得形成的镜像位置形成了偏移。
这就像我们照镜子时,镜子里的倒影一直比实际物体略微近一点、大一点,就是折射造成的。水里的镜像圆之故此有这种“漂浮感”,也是出于水的表面张力让水层略微波动,再加上折射率的细小变化,让光路的弯曲程度有了贼微妙的变化。 想不想看看具体的数据来验证一下这个错觉?科学上有个有趣的实验,当你在纸上画一个半径为 5 厘米的圆,而玻璃杯水位高度为 10 厘米,利用全反射原理,水底那个镜像圆的半径实际上会比你画的还大一点点,大约能到 5.3 厘米左右,并且位置会略微下沉一些。
这说明光在水中并不是直线传播的,它肯定会形成偏折。
要是你把杯子换成更透明的玻璃,效果会更明显,就连能画出复杂的几何图形,比如一个正方形套在一个圆里,外面的圆看起来像是被水“撑”开了,里面的圆则显得更紧凑。 自然,这有个致命的缺点。
那就是这种像在纸上的画,能不能被自己看到?能不能被别人看到?答案是肯定的。你能够把纸举起来,对着镜子看,那个倒影清清楚楚地在你眼前。你能够把纸放进包里,拿出一块布蒙住纸,看向镜子,你依然能看到自己的脸,与此同时也看到了那个“水里的你”。
这说明,只要光源在你和纸之间,水里的样子就是真存有的物理影像,并不是画面被“渗”进去了,也不是纸确实变大变厚了。 实际上,镜子画画放水里,本质上是利用了光在界面处的传播规律。水面是一个特殊的界面,它既能反射,又能透射,还能折射。当你把纸贴在玻璃和水面之间时,纸张成为了介质,光穿过纸张,在水面反射,再穿过水和纸张到达你的眼。在这个过程中,纸张的透光率会影响画面的清楚度,玻璃的厚度也会影响成像的大小。 你试着拿一面大镜子,把一张白纸倒扣在水面上,再贴上去。你会发现,要是你在水面上轻轻划动,那个像水中的画就会跟着划动;要是你快速抖动水面,那个像水中的画也会随之晃动,就像它正在移动一样。
这说明那个影像确实是依附在那个“水层”上的。 这种错觉之故此好办让人捉摸不透,是出于它结合了投影、折射和反射三种光学现象。它看起来像是秘密,但实际上就是凸透镜和平面镜组合后的效果。
要是你想在大屏幕上看到这种效果,只需求把手机摄像头对准水面,再关上门,说不定就能拍出那种超现实的“水中之画”了。 总而言之,镜子里的纸,不是画破了,而是光路被巧妙地绕了一圈,把纸上的线条和水面的波动“翻译”成了你眼中的影像。
这真是一场光影的独角戏,看着好办,实际上藏着不少光学的讲究。下次再画,不妨试试在水里转转,说不定还能发现自己画得比想象中更有趣。
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