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当耶稣遇到丁达尔 精选

已有 6444 次阅读 2015-10-5 09:53 |个人分类:科普|系统分类:图片百科|关键词:摄影,科普,丁达尔现象,耶稣光| 科普, 摄影, 耶稣光, 丁达尔现象

老庄有时候被人点赞——真是一只早起的鸟儿!我反思了一下,不是我不想睡懒觉,而是因为无情的岁月逐渐降低了睡眠的深度,另外,香梦的诱惑经常抵不住色诱——色彩的诱惑。我知道,多趴一会被窝,就会少一些机会去碰触大自然的斑斓色彩和绮丽变化。

数月前,功夫又一次没有负早起的老鸟。奇妙的光影通过镜头,通过感光元件,定格在相机的存储卡里。YC帮妹借走一张,以此为例给我老人家封顽主的头衔。我表示欣然接受这个光荣称号的同时,也科学地想了一下,在科学网如果不谈点科学,有被人看不起的危险。于是暂时撇开附庸风雅的艺术审美,试图对这张照片及其姊妹片做一个科学的剖析,立此存照,以飨热爱科学的网士们。

一说到摄影,大家首先联想到的多半是艺术生活娱乐之类。的确,如今数码相机已经普及到千家万户,已融入到我们的日常生活,以至于我们只管对着美景美人咔嚓咔嚓按快门,然后分享和欣赏这些作品,而很少会想起这样一个事实,即摄影本身实际上是科学与技术集大成的一个领域。如果我们戴上科学的眼镜去审视摄影,就会发现摄影浑身都贴满了科学技术的标签。

追根溯源,摄影的起点在古老的小孔成像光学原理,生活在公元前300多年的墨子和亚里士多德分别发现了这个奥秘。说点题外话,如果墨家一派能够发扬光大长期成为社会主流,两千多年以来的中国的科学技术的发展或许会是另外一幅景象,真是太可惜了哀哉!回过头来说,摄影源于人类对光与影像之间关系的思考,而摄影的工具——现代照相机则是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品

摄影器材很科学,摄影的拍摄对象也可以很科学。事实上,摄影的应用包罗万象,在许多行业都有它的存在。比如帮妹YC用高速摄影观察研究纺织过程中纤维的结构运动特征,再比如我们上大学时学天气学,有看云识天气的内容,专门有一套大开本的云图摄影集子供我们查阅对照。还有静止卫星搭载的可见光照相机为天气预报服务提供卫星云图。这个话题若是打开,估计就如那滔滔江水、无法止住。

话说日常生活中的拍摄也总是可以和科学沾上边的——只要你往科学的方向思考即可。比如你拍摄了彩虹,就去想想彩虹的形成原理,你拍摄了动植物,就去收罗它们的属类和生活习性等。玩摄影在某种程度上不也是玩科学和了解科学吗?

言归正传,现在来说那张照片的事儿:

在晴好多云的日子,有时候你会看到这样一种现象,就是太阳钻到了云里,却把一缕缕清晰可见的放射状光束从云的边缘撒泻出来。或者,在野外的林间,一束束光线从树叶中透过来,形成一道道明显的光束。这样的景象颇有些神秘感。

信奉宗教的人士认为那就是上帝所在,于是就把这种光称之为耶稣光或神光。

而科学家伙们说,这是一种大气光学现象,其实就是大气中阳光通过一些特殊介质(气溶胶或水滴微粒)时的瑞利散射。早在1869年,英国物理学家约翰.丁达尔就发现,用一束汇聚光通过溶胶体(由直径在1nm—100nm之间的分散质粒子和连续的分散剂溶液混合而成),则从侧面(与光束垂直方向)可以看到一个发光的圆锥体。原理是,当光线通过胶体溶液,由于分散质粒子的半径小于入射光的波长,于是主要发生散射,可以看见乳白色的光柱,出现丁达尔现象。而当光通过纯分子溶液时,散射光因干涉而抵消,无丁达尔现象。这一原理自然可以扩展到大气中去,这是因为云、雾、烟尘也是胶体,只是这些胶体的分散剂是空气,分散质是微小的尘埃或液滴。顺便提一句,这个丁达尔还是最早证明大气中水汽强烈吸收红外辐射导致温室效应的人。

通过摄影这个好玩的事儿可以看到,科学技术并不总是那么晦涩和枯燥乏味。当把科学知识拿来为审美服务时,我想普通公众接受科普的心态一定会轻松而愉快。

文艺的归文艺,科学的归科学。肚子要填饱,感官也需要愉悦。我们既要研究实实在在的物质世界,也不妨玩点虚头八脑的风雅之物。我们需要丁达尔的科学探索精神,也要敬畏(自然)上帝的神秘和力量。人有着无穷的探索未知世界的欲望,但是,人恐怕永远无法穷尽这个世界的奥秘。

如是,耶稣光和丁达尔现象在早起的老鸟的心里达到了和谐统一。


 




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