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【物理科普】手电筒照手指,为什么发红?

2022-07-26 17:05:50 发布人:杨国荣 742

【物理科普】手电筒照手指,为什么发红? 

2022-07-25 21:33


从小到大,你有没有玩这样一个无聊的游戏:打开手电筒用手指捂上去,然后就能看到手指又红又亮······

手电筒照手指,为什么是红色的呢? 小的时候想法很简单,看见血了。手指上有血有肉,被强光照射显示红色是因为光把里面的血液照亮了。这样说有一定道理,毕竟血液中的血红蛋白,肌肉的肌红蛋白,都呈现红色

随着年龄的增长,才发现这件事的原理并没有这么简单。更加合理的解释应该是:红光波长长,穿透能力强,不易散射。

为了解释清楚这一点,来看这样一个实验模型。

视频

视频中的器材,是北京科学中心的一个展品,目的是为了展示不同色光穿透能力。半透明的管子里的液体,其实是某种胶体,类似在水里面加了几滴牛奶的混合液。

光源发出的光是白色的,当光在管子里传播的时,不同区域看到的颜色不同,靠近光源的区域,显蓝色,远离光源的区域显红色,最终穿透管子的光也显示红色。

这是为什么呢?

首先要知道,白光不是一种单色光,而是由红橙黄绿蓝靛紫等多种色光组成,其中红光波长最大,紫光波长最小。

而波长越长,穿透性就越强,比如红光。当光穿过胶体,波长较长的红光更容易绕过胶体中细小的颗粒障碍物(衍射),最终实现穿透。而波长较短的蓝光紫光穿透能力就差很多,更容易在传播过程中发生散射,所以我们能从光路的侧面更早的看到“蓝色”。

类似的,我们可以用来解释手指发红的现象。

除了骨骼之外,人体中有大量的组织液、组织细胞有一定的透明性。手指部分的肉比较薄,当强光照射到手指上,红光更容易实现穿透。

这个原理还可以解释另外一件事,即为什么早上和傍晚的阳光偏红色。首先要知道,与中午相比,早晚的光是斜射的更严重,所以穿过大气层的厚度就会比较大。这个过程中蓝光部分在半路就被散射掉了,而红光因穿透能力较强最终到达了人的眼睛里。所以才有红色的朝霞、晚霞,而不是蓝色的霞。

读了这篇文章之后,有没有解开你童年的未解之谜呢?

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