為什麼影子有時長有時短?因為太陽角度隨時間、季節不同!

影子是光被物體擋住後,在地面、牆壁或其他表面上形成的暗區。當太陽光照到人、樹、房子或電線桿時,光線不能穿過這些不透明的東西,後方就會出現影子。影子看起來有時長、有時短,主要和光線照射的角度有關。

你可以把太陽光想像成一支很大的手電筒。當手電筒從正上方照下來,物體擋住的光只會落在它附近,影子就短;如果手電筒斜斜地從旁邊照過來,物體擋住的光會被拉到更遠的地方,影子就變長。太陽雖然很遠,但對我們來說,它在天空中的位置一天之內會改變,所以影子的長短也跟著改變。

早上太陽剛升起時,它在天空的位置比較低,光線斜斜地照向地面。這時候你站在操場上,影子可能會被拉得很長,甚至比你的身高長好幾倍。到了中午,太陽升到比較高的位置,光線接近從上往下照,影子就會縮短,常常只在腳邊一小塊。下午太陽慢慢往西邊落下,角度又變低,影子便再次拉長,而且方向會和早上不同。

這件事也和季節有關。夏天時,太陽在中午通常升得比較高,所以中午的影子比較短;冬天時,太陽即使到了中午也比較低,影子就會比夏天長。這也是為什麼冬天陽光照進房間的範圍常常更深,夏天中午的陽光反而比較集中在窗邊或屋簷附近。

一個容易做的小觀察是:找一個晴天,把一支鉛筆直直插在橡皮擦或黏土上,放在有陽光的地方。早上、中午、下午各看一次影子,用尺量量看長度,也可以用紙筆描下影子的位置。你會發現影子不只長短改變,方向也會慢慢轉動。這是因為地球在自轉,讓我們看到太陽好像從東邊升起、往西邊落下。

生活中也有很多例子。路燈下的人影,如果你站在燈柱正下方,影子會很短;走離路燈一段距離後,光線變得斜斜照在身上,影子就會變長。手影遊戲也是同樣的道理:手離燈近、離牆遠時,影子常會變大;改變手、燈和牆的位置,影子的形狀和大小就跟著變化。

所以,影子不是自己在變魔術,而是光線、物體和表面的位置共同造成的結果。只要記住一個簡單概念:光越從上方照,影子越短;光越斜著照,影子越長。下次走在陽光下,不妨看看自己的影子,就能用眼睛觀察地球、太陽和光的關係。

(完)


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範例問題:

  1. 早上和中午的影子,哪一個通常比較長?為什麼?
  2. 如果路燈在你正上方,你的影子會有什麼變化?
  3. 你可以怎麼設計一個小實驗,記錄一天中影子的改變?

…

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