Почему, когда в предмете есть маленькое отверстие, днем оно кажется темным? Почему солнечный свет не заполняет замкнутое пространство и не делает дыру цветом внутренних стен?
Короче говоря: потому что точки в дыре не могут видеть очень много ярких вещей, которые могли бы их осветить.
Предметы в комнате освещаются днем солнцем, если они имеют прямую видимость на солнце. Эти освещенные солнцем объекты получают большое количество фотонов от Солнца. Часть из них они поглощают, а часть излучают во всех направлениях. Эти «вторичные» световые лучи попадают на другие объекты, освещая их, но меньше, чем солнце освещает освещенные солнцем объекты из-за этого поглощения. Эти объекты также поглощают свет и излучают остальные, и так далее, и тому подобное.
«Яркость» объекта основана на общем количестве фотонов, попавших на него. Если мы сложим все первичные, вторичные, третичные и т. д. лучи, мы увидим, насколько яркой будет любая точка.
Если у вас есть дыра, туда трудно попасть свету. Если вы думаете о перспективе точки в дыре, она будет освещена всеми лучами из комнаты, которые могут попасть в эту точку. Очень немногие из них приходят из-за пределов дыры. Если вы посмотрите внутрь отверстия в большинстве направлений, вы увидите одну из других стенок отверстия. Это означает, что освещение с большинства направлений внутри дыры претерпело много-много отражений, чтобы попасть туда, каждый из которых уменьшал свет.
Если у вас есть отверстие, изготовленное из материала, поглощающего очень мало света, например, из белого пенополистирола, вы обнаружите, что затемнение отверстия минимально. Это связано с тем, что при каждом отражении поглощается меньше света, поэтому у света больше возможностей пройти по путям, которые ведут в любой закоулок внутри отверстия.
Здесь вы также можете заметить интересный эффект с цветом. Если в вашей очень белой дыре вы покрасите одну зеленую стену, вся дыра будет выглядеть зеленой. Это связано с тем, что многие пути отражаются от зеленой стены, поглощая незеленый свет. Свет, которому удалось много раз отразиться (таким образом, эффективно освещая дыру), в большинстве случаев попадет в зеленую стену хотя бы один раз, в результате чего вся дыра станет зеленой.
Вы можете увидеть аналогичный эффект, если поднесете цветной предмет к белой стене. Вы увидите, что стена приобретает цвет объекта. Это называется « диффузные отражения ».
Неглубокие лунки хорошо освещены при дневном свете.
Одна из причин, по которой «отверстие» темное, заключается в том, что глубокая дыра имеет гораздо большую площадь поверхности, чем площадь отверстия, и только свет, падающий на отверстие (пропорционально площади отверстия и освещенности), освещает эту область (область дна отверстия). плюс площадь боковины). Таким образом, в среднем яркость отверстия равна яркости материала, умноженной на отношение площади отверстия к площади отверстия плюс боковая стенка.
Для цилиндрического отверстия диаметром 1/4 дюйма и глубиной 1,5 дюйма это соотношение составляет 1:7.
Вторая, тривиальная причина того, что дыры темные, заключается в том, что такую дыру часто исследуют, направляя на нее свет и глядя прямо вниз. Увы, ваша голова блокирует любой свет, направленный прямо вниз. Так, свет светит сбоку и освещает непосредственно только боковую стенку отверстия; вы этого не видите, потому что ваш угол обзора направлен в эту сторону.
пользователь1583209