火焰会产生阴影吗?
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-03
火焰
火焰确实可以形成阴影,但原因可能不是大多数人想的那样。当光的一部分被物体阻挡时,物体就会在光源的背后投下影子。阴影区域并非没有光,只不过那里的光相对较少。这个较暗的区域会呈现出投影物体的形状,所以我们认为阴影是由物体产生的。有了这个概念,为了让火产生影子,这就需要火以某种方式阻挡光的一部分。
传统的火焰可以阻挡光线,原因很简单,因为传统的火焰不仅仅是一根光柱。传统的碳氢化合物火焰包含几个组成部分:燃烧过程中的碳氢化合物燃料分子和氧气分子,少量半焦固体燃料和杂质(烟尘),燃烧产生的二氧化碳和水蒸气、光以及热空气。
火焰的影子
我们在火焰中看到的光主要是空气中的固体颗粒加热到一定程度,然后就会因为炽热而发光。火焰中热空气和周围较冷的空气之间存在密度差,在它们的交界处往往会使光线偏离其正向传播的方向。
在不同材料的交界面上,光的偏转被称为折射,这和使透镜聚焦光线的效应是一样的。因此,火焰中含有热空气,它能够使光发生偏转,并投射出它自己的影子。热空气的上升非常剧烈,所以由热空气产生的阴影看起来就像舞动的波纹。此外,火焰中的烟灰可以吸收光线,这也有助于产生火焰的阴影。
想要真正看到火的影子,照射到火的光(如阳光)必须要与火本身发出的光一样明亮或比它更明亮。否则,火焰所产生的光向四面八方扩散,将会覆盖或填满其他光源产生的较暗区域。例如,在熊熊燃烧的篝火上指著一个微弱的手电筒,我们就无法看到火焰的影子。
光束
此外,如果火焰越小越冷,它的烟尘越少,吸收和偏转的光线也越少,因此它的阴影就会越暗。为了达到最好的效果,所需的光源要足够明亮,比如直射的阳光,以及能够产生大量热量和烟灰的火焰。
请注意,火可以产生阴影不是因为入射光散射了火焰中的光。一般情况下,一束光不能直接与另一束光相互作用。光与光之间不会直接相互反弹,相互吸收,或相互偏转。这是因为光由被称为光子的量子粒子组成,它们本质上是玻色子。所有的玻色子都能相互重叠,相互传递,在相同的位置占据相同的状态。这也是因为光子既不携带电荷,也不携带磁矩。构成光的电磁场只能与携带电荷或磁矩的物体相互作用,如果没有任何电荷或磁矩与之相互作用,那么,两束光之间不会产生之间影响。总之,火有阴影,因为它们包含热空气和烟灰,而不是因为它们含有光。
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