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光沿直线传播，手攥空拳，留小孔观察，随着手晃动，物体位置变化，怎么解释？

小孔,物体,眼睛光沿直线传播，手攥空拳，留小孔观察，随着手晃动，物体位置变化，怎么解释？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 光沿直线传播，手攥空拳，拇指朝向眼睛方向，留小孔观察房间内远处物体，随着小指方向手晃动，物体位置会发生轻微变化，怎么解释？


回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

边假设边实验，好几天时间。



曾猜想是不是受附近空气温度改变，而改变了空气的密度，致使光不能沿直线传播。因此，在硬纸片上仿握拳时手上空洞的形状和大小挖了一个相似的空洞，代替拳头做实验，结果同样会出现远处物体晃动的现象。从而证实，上述猜想是错误的。



不过，看得多了，还是发现一些问题：1.物体上晃动的是与孔洞靠近的位置；2.物体出现晃动现象，拳头(或硬纸片)晃动的不能太慢。特别是后者让人想到一个时间0.1s，大家应该听说过视觉暂留，所谓视觉暂留是指人眼看到的景物消失后，所成的像并不马上消失，可以在视网膜上保留0.1s左右。

大家可以做个实验，取一张硬纸片，在两面相对位置分别画上一个苹果和一个果盘，中间固定一根细木棍，两手搓动木棍，使硬纸片快速转动起来，奇迹出现了，苹果放在果盘中。这就利用了视觉暂留现象，而视觉暂留的最常见应用就是电影，放映机每秒向银幕投放24帧图片，相邻两帧图片的时间间隔只有1/24s，在视网膜上前一帧的像还没消失，后一帧的像就出现了，所以，人眼感觉银幕上的图像是连续的。



通过拳头上的空洞看远处的物体，由于拳头在晃动，物体上靠近空洞边沿的的部分，时而被遮挡时而露出，只要露出就会在视网膜上成像，就会在视网膜上保留0.1s左右。因为拳头在晃动，已经将边沿部分遮挡，但视网膜上依然有这部分的像，于是，人眼就感觉，这部分也随拳头发生了移动。

个人看法，欢迎指正！

回答于 2019-09-11 08:43:50

感谢悟空的信任和邀请

刚才特意去做了一下这个实验，视频如下：

这个视频是我用手机拍的，我们看到，如果去除手的抖动因素造成的影响，用手机通过手留下的孔去观察，并没有产生位置变化。


我又用眼睛代替手机去做了这个过程，确实如题主所说的，发生了物体晃动的情况。这是为什么呢？我分析有几点原因。

1、我在做这个实验的时候发现，如果想用手机或者眼睛通过手留下的小孔去看图像，需要手机或者眼睛跟小孔的距离比较近。这个时候，我们看到的不是小孔成像里面那种倒立的实像，而是一个正立的像；

2、用手机看的时候，物体没有形变。用眼睛看的时候，看到的物体跟原来的物体比较略有变形。所以说用眼睛看到的应该是一个虚像，而用手机拍到的是一个实像；

3、晃动手的位置，图像位置有变化。

实验分析

1、眼睛跟手机镜头的不同：一、焦距不同，手机的焦距是28毫米、眼睛的焦距是50毫米；二、焦点位置不同，手机固定以后，手机焦点位置就不动了、人的眼睛会随着手的位置移动产生角度变化，焦点位置是变化的。

2、手机不动之后，前方的视野范围是固定的。而人的眼睛因为能跟着手移动，所以视野范围不固定。

3、产生移动的原因应该主要是因为运动的相对性特点。我们本能的以手形成的小孔边框为参照物造成的效果。在视频中，用手机观测没这个感觉是因为，我们直接以看到的物体为参照物。

4、关于物体用眼睛透过手形成的小孔时候发生形变的猜测。应该是因为，手的温度比环境温度高，所以孔中央的空气密度就比周围环境要低，这实际上就形成了一个凹透镜的效果。人眼睛透过凹透镜看物体，就有轻微的变形，看到的是虚像。

5、为什么用手机拍摄没发现变形。这是因为手机固定之后，手机的焦点不会因为小孔移动就关注小孔的边缘，手机会自动跟踪物体，保持聚焦状态。我们看到，在靠近小孔周围，手机拍到的照片有色散现象，也证明了这个位置是有较强的折射率变化的。这说明，用手形成的小孔事实上是一个凹透镜。

我是郭哥论道，一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学，让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣的科普搬运工。耐心看完的小伙伴，留个言、点个赞加个关注再走呗。

回答于 2019-09-11 08:43:50

主要考虑人大脑对观察事物的感知的反应主次决定的。大脑对图形的反应是多种因素的加工集合体，就是说，我们看到的一切物体图形的每一帧图像都是大脑瞬间加工反应的结果。当眼前的实像和远处的实像同时出现时，大脑会有优先处理的过程，远处的影响就会出现类似位移的感觉。大致就是这样。

供参考。

回答于 2019-09-11 08:43:50

谢谢邀请回答，首先这个是和小孔成像有关系。据考察最早的小孔成像是墨子和他的学生做的一个实验。



用一个带有小孔的板遮挡在物体与墙之间，墙体上就会形成物的倒影，我们把这种现象叫做小孔成像。前后移动中间的板，墙体上的像的大小也会随之发生变化，这种现象说明了光沿直线传播的性质。



当孔比较小的时候，物的不同部分发出的光线会达到屏幕的不同的部分，而不会在屏幕上相互折叠，所以屏幕上的线就会比较清晰。

当孔比较大的时候，物的不同部分发出的光线会在屏幕上充电，屏幕上的像自然也就不清晰了。

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