大雾天气路灯周围为什么会出现神秘光晕?
看完这篇你会知道大雾天路灯光晕的形成,其实是光被无数微小水珠散射和绕弯后叠加出来的视觉效果
冬天早晨出门,路灯还没熄,四周雾蒙蒙的,你有没有注意到:每盏路灯周围都罩着一个朦朦胧胧的光圈,像是路灯戴了个发光的"帽子"?这个光圈不是你眼花,也不是路灯坏了——它背后藏着一个挺有意思的光学小秘密。
雾到底是什么东西?
很多人以为雾是"气体",其实不对。雾是漂在空气里的无数颗极小极小的水珠,每一颗都比头发丝还细得多,细到肉眼根本看不见单颗,但它们密密麻麻聚在一起,就把整个空气"染"成了白色。你可以把它想象成:把一瓶矿泉水打碎成几十亿颗微型水球,然后全部悬浮在你面前——这就是雾的真面目。正因为雾是由真实的小水珠组成的,它才能对光做点"手脚"。
光遇到小水珠会发生什么?
光碰到这些小水珠,会同时发生两件事:一是散射——光被水珠撞得四面八方乱跑,就像你用手电筒照一面白墙,光跑到墙上就"炸开"了;二是衍射——这个词听起来高级,其实就是"光会绕着小障碍物拐弯"。小水珠的大小跟光的波长(可以理解为光的"步伐大小")非常接近,这个时候光绕弯的效果特别明显。
这两件事加在一起,光就不再乖乖地直线跑了。路灯发出的光打到周围密密麻麻的小水珠上,被打散、被绕弯,从各个角度往你眼睛里钻,于是你看到的不是一个"点",而是一个被光"晕染"开来的圆形光圈。光圈的大小和水珠的大小有关——水珠越细,光圈往往看起来越大、越模糊。
为什么平时晴天看不到这个光圈?
晴天的空气里也有灰尘,但灰尘颗粒的大小参差不齐,而且不像小水珠那样"整整齐齐"——衍射这个绕弯效果,对"大小均匀"的小颗粒才最明显。雾里的小水珠大小比较接近,集体"配合",绕弯的效果就叠加放大了,光圈才会那么清晰好看。
你在家也可以做个简单实验:在浴室里打开热水,等蒸汽弥漫起来(相当于制造小水珠),再用手电筒对着镜子照——镜子边缘很可能出现一圈淡淡的光晕,原理跟大雾里路灯的光圈完全一样。
顺带一提,月亮周围有时也会出现又大又圆的光圈,那叫"月晕",成因跟大雾光晕是表亲关系,不过那次是高空的冰晶在折射月光——下次看到月晕,不妨想想:天上是不是有云在悄悄搭积木?