为什么手指看起来变多了?
正常情况下,我们的双手上各有五根手指,但是在某些条件下,手指看起来却“变多”了,你知道是怎么回事吗?
材料准备
电脑显示器1台、日光灯1盏、铅笔1支
实验步骤 >>>>>>
第一步:找一间光线较暗的房子,关闭门窗,使整间屋子处于黑暗之中。
第二步:打开电脑,让显示器成为房间里唯一的照明来源。张开手指,在电脑屏幕前快速地来回晃动。看看手指的影子,是否仍然是5个,还是变多了?
第四步:加快手指的晃动速度,有没有发现手指的影子变多了?可能是7个,也可能是10个。手掌晃得越快,影子的数目越多。
第五步:打开日光灯,以墙壁为背景,晃动你的手指,看看是否有同样的效果。
第六步:手持细木棍,快速晃动,看木棍的影子是否也变多了。
想一想
1.如果把手指和木棍换成其他物品,产生的影子会增多吗?
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2.在阳光或白炽灯下再做一遍实验,看看是否有相同的效果。
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实验大揭密
如果家里有日光灯,你不妨仔细观察一下,盯着灯光看一分钟,你会发现灯光有时会发生轻微的闪烁。但是将目光挪开以后,却又感觉不到灯光的闪烁,这是为什么呢?
这就涉及物理学上的一个概念,叫作“临界闪烁频率”。光对眼睛有一定的刺激,当光消失的瞬间,我们的眼睛不会立即反应过来,而是要维持若干时间,当刺激停止后所留下来的感觉,人们称之为视觉后像或视觉残留。当光的闪烁频率超过45.8Hz(即闪烁周期低于20.62ms)时,人眼就感觉不到闪烁了。对于一个亮的和一个暗的时相组成的一个周期的断续光,当频率低时,观察者看到的是一系列的闪光:当频率增加时,变为粗闪、细闪;直到闪烁频率增加到某一频率值,人眼看到的就不再是闪光,而是一种固定或连续的光。这个频率就叫作闪光融合频率或临界闪烁频率,简称CFF,是人眼对光刺激时间分辨能力的指标。
和日光灯、电脑显示屏相比,太阳时时刻刻都在发出光线,因为太阳上面时时刻刻都在发生核聚变,所以它的发光频率几乎快到无法估算。而且,太阳的体积比地球大得多,发光的面积很大,光线透过地球的大气层时,就不会像星光那样闪烁。所以,对于人类来说,我们看到的阳光是十分均匀的,不会产生闪烁的感觉。
平时,我们在日光灯下看书的时候,几乎不能察觉灯光在闪烁,这是因为人的眼睛有视觉暂留,我们看到的东西可以在眼睛的视网膜上保留0.1秒左右,而日光灯的闪烁频率很高。在灯光闪烁的一瞬间,我们的视网膜上还保留着之前的影像,直到闪烁完成以后,新的影像又进入眼睛,所以我们感觉看到的影像是连续的,中间并没有被打断,也就感受不到灯光的闪烁了。
TIPS 小贴士
❶电脑显示屏和日光灯发出的光是在不断闪烁的。
❷日光灯的闪烁频率约为100次/秒,也就是说日光每秒闪烁100次。