Почему я вижу, что мои пальцы соединены, когда они не соприкасались?

Если вы внимательно посмотрите на один из ваших пальцев одним глазом, у вашего пальца будет атмосфера, состоящая из нескольких слоев (!):

один палец

Теперь поднесите два пальца так близко, что их атмосферы соприкоснутся, вы увидите соединяющий их мост, который становится шире, чем больше атмосферы проходят друг через друга.

два пальца-1

два пальца-2

Кроме того, попробуйте держать оба глаза открытыми, но сфокусированными на расстоянии, и пусть ваши пальцы почти соприкасаются с вытянутыми руками. Появляется пальчиковая морковка!
@Стивен Да, это правильно. Я задавался вопросом, может ли то же самое быть причиной эффекта атмосферы (!) Поскольку глаз не является точкой и имеет что-то около 5 или 6 мм в диаметре.
@Steeven Для «пальчиковой моркови» требуется два глаза, и она связана с параллаксом и бинокулярным зрением; Я полагаю, что вопрос здесь заключается в том, является ли теневой мост эффектом волновой природы света или артефактом лучевой оптики с плохо сфокусированными изображениями, как в связанном вопросе.
@rob Вы уверены, что один глаз не может вызвать параллакс сам по себе из-за своего диаметра?

Ответы (2)

Возможны три эффекта:

  1. Дифракция и интерференция света, исходящего из-за ваших пальцев, когда они достигают узкого пространства между вашими пальцами (дифракция на одной щели):

    однощелевая дифракция

    (Источник: http://labman.phys.utk.edu )

  2. Параллакс: ваш зрачок имеет диаметр около 4 мм, и поэтому каждая часть может видеть несколько иную картину, чем другая (во многом это похоже на то, когда вы видите два пальца, глядя на один двумя открытыми глазами, но гораздо менее заметно).

    параллакс

    (Создано Shanker Pur — лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported )

  3. Дифракция света, отраженного каждым из ваших пальцев (я разместил это как возможный ответ в деталях вопроса, а теперь переместил его сюда). Когда свет от точечного источника проходит через узкую щель, мы имеем дифракцию на одной щели (показано на рисунке вверху); теперь, если свет проходит через круглое отверстие (например, зрачок), происходит примерно то же самое, но дифракционная картина будет представлять собой круглые кольца:

    круговая дифракционная картина

    (Фотография из Cagnet, Francon, and Thrierr, Atlas of Optical Phenomena , Springer-Verlag, Berlin, 1962.)

    Теперь представьте, что у вас есть два точечных источника, дифракционные картины которых расположены близко друг к другу. Если два источника находятся очень близко друг к другу, дифракционные кольца не различимы и разделить два источника становится невозможно:

    две круговые дифракционные картины

    (Фотография из Cagnet, Francon, and Thrierr, Atlas of Optical Phenomena , Springer-Verlag, Berlin, 1962.)

    Наименьший угол, который вы можете различить (разрешить), известный как критерий Рэлея (рассчитанный на основе приведенных выше аргументов), равен 1,22 * длина волны / диаметр апертуры.

    Точно то же самое может произойти и с вашими пальцами.


Легко определить, что первый эффект не имеет значительного эффекта: просто зайдите в темную комнату и наведите фонарик на свои пальцы спереди, подразумевая, что из-за них не будет света; вы увидите, что вы все еще можете видеть слои атмосферы!

Теперь о втором и третьем эффектах:

Дифракцию света ваших пальцев на зрачке можно рассчитать по формуле: θ ∝ 𝜆/D (объяснено выше); в то время как разница углов из-за параллакса может быть рассчитана из: θ ∝ D. Я понял, что эффект атмосферы (!) возникает, когда ваши глаза не сфокусированы на ваших пальцах. Если вы сосредоточитесь на своем пальце (пальцах) (это означает, что диаметр вашего зрачка уменьшится), кажется, что эффекты атмосферы и моста не возникают. Это легко объясняется параллаксом (как показано в его формуле), но если бы это было из-за дифракции, то эффекты атмосферы и моста должны были бы стать сильнее (что опять же показано в его формуле). Следовательно, мы можем заключить, что атмосфера и мост вызваны параллаксом, хотя это не объясняет, почему мы видим несколько слоев!

Так что в конечном итоге я точно не знаю, в чем причина (может быть, это что-то совсем другое, чего я не заметил), но я пришел к выводу, что это не дифракция света, проходящего между пальцами (или, по крайней мере, его эффект едва заметен). ).

Я попробовал эксперимент с пальцем прямо сейчас. Я не могу связать текст, который вы упомянули, с этим, поэтому лучше подождать других ответов. Сказав это, я только что понял кое-что. Если ваши пальцы на самом деле не соприкасаются в той области, через которую вы наблюдаете, то темнота, которая «кажется» соединяющей один палец с другим, будет меняться по толщине, когда вы немного двигаете головой, наблюдая за тем же зазором. Я предполагаю, что световая волна дифрагирует вокруг ваших пальцев таким образом, что вызывает деструктивную интерференцию в начальном положении вашего глаза, делая его похожим на множество темных полос, расположенных рядом между вашими пальцами. Немного повернув голову в сторону, вы увидите, что некоторые из этих темных полос исчезают, в результате чего область между пальцами становится более четкой. Мне это кажется обычным случаем дифракции. Впрочем, я могу сильно ошибаться.