2012年5月22日

日食裡的光學問題

2012年5月份的天文大事日環食,前幾天氣象報告一直有壞消息出現,我很擔心會錯過這次日食。21日一大早不靠鬧鐘,自然而然就醒來了,趕緊衝到窗邊,啊哈!大太陽耶,而且比平常溫度涼一點,應該是被遮住一部份陽光的關係了。

前幾年日偏食的時候,記了幾次看日食的方式
用生物的方式看日食-用樹影和溫度

日食樹影的對照圖

這次如法泡製,也找個有洞的東西來看吧。翻了半天,只找出活頁紙,結果沒想到在陽光下這麼一投影,居然沒有出現缺角?


可是拿著濾鏡對著太陽看,可是有缺的啊。(這個濾鏡,是隨手抓了好幾片偏振片疊起來的)


這實在太奇怪了,明明以前用同樣方法就看得到,怎麼這次看不到呢?後來不經意地挪了一下活頁紙,這才發現,原來活頁紙和牆壁間的距離,得做適當調整。以前看樹影的時候,根本不管這些距離。現在刻意拿了活頁紙才發現這件事,這讓我想到了一個問題,這個距離怎麼決定?和孔徑成怎樣的關係呢?孔徑愈大,距離就要愈怎樣?



看著這日影時,腦海中突然出現一連串的光學問題,剛好趁著日食可以來做看看。問題1,太陽缺角在左下角,經過針孔投影的日影,缺角在哪?仔細對照,發現跟我原先想的不一樣,本來想到的是上下顛倒,左右相反,所以缺角應該在右上角,結果投出來的卻是在左上角(上圖)。後來我才想通,問題出在觀看的角度,平常做針孔成像的活動時,觀看像的位置,是在紙屏的後方,可是現在是投影在牆壁上,觀看的位置就像在紙屏的前方,所以位置當然不同。

問題2,看日食一定得在室外嗎?躲在室內行不行?
要躲在室內看,只要拿面鏡子放在外面,把太陽光反射進入室內就行了。



問題3,日食的時候用圓鏡子反射出來的太陽光,會變成什麼形狀?用方鏡子反射出的太陽,又會變成什麼形狀?會不會有缺角?
答案是不會缺角啊,圓鏡子弄出來的就圓形啊,不過方鏡子的我就沒試。

問題4,經過平面鏡反射,再經過針孔成像,太陽的缺角會在哪?
這個答案是,缺角會變成右上角


用圖整理以上幾個問題,就是像這樣子。那麼問題5,如果我要讓缺角出現在右下角,可以怎麼做?
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問題6,針孔如果不是圓形,而是方形或是橢圓形,那麼出現的光,會不會缺角?
方的我沒測,但是我倒是衝到廚房拿了杓子來測試。



結果哩,就是變成這樣,還是有缺角呢。



這兩天,噗浪上或FB上,充滿了大家拍的漂亮日食照片,本人沒有那些美照,但是我有滿身的生物魂啊!!

我用生物標本來看日食,怎樣?


我用狗頭骨的顱底口蓋裂來投影,酷吧!


這是羊頭骨的裂縫投影,讚吧。


這個哩?


是用五色鳥的飛羽和骨頭間的縫隙來投影


這次玩這麼大,下次要再想想,還有什麼東西可以拿來投影的。

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