Эффект теневых волдырей

Примечание . Некоторые исследователи пытались объяснить эффект теневых пузырей, используя теорию лучей. Однако они упустили из виду сложность явления, когда поперечное расстояние между двумя объектами создает тени. Здесь представлены два решения. Первый основан на теории лучей, включая некоторые изображения и анимацию, созданные компьютерными программами, которые не соответствуют экспериментальным данным. Вторая интерпретация основана на результатах экспериментальных исследований.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Эффект теневого пузырька — это визуальное явление, при котором тень вздувается (или вздувается) по мере приближения к другой.

Круг спереди, Стена спереди, Равноудалённость

Тень искажается для объекта, расположенного дальше всего от источника света. Если оба объекта находятся на одинаковом расстоянии от источника света, эффекта не будет.

Эффект возникает, когда два объекта находятся на разном расстоянии между неточечным источником света и фоном, на котором отбрасываются их тени. Когда объекты движутся в поперечном направлении, так что их тени приближаются друг к другу, ближайший к источнику света начинает блокировать попадание света внутрь полутени другого объекта , тем самым расширяя его тень . Это расширение тени дальнейшего объекта продолжается до тех пор, пока тени обоих объектов не встретятся.

Этот эффект можно продемонстрировать и понять с помощью теории лучей . ^[1]

Видео, демонстрирующее причину эффекта теневых волдырей

Эффект теневого блика обычно ошибочно воспринимается как иллюзия, вызванная объединением полутеней двух объектов, чему способствуют такие факторы, как дифракция, нелинейный отклик и неспособность глаза различать различные контрасты.

Эффект теневых волдырей

Эффект теневых блистеров, изображающий искажение теней при перекрытии двух объектов, представляет собой оптическое явление, наблюдаемое при солнечном свете без необходимости использования специального лабораторного оборудования. Несмотря на свою, казалось бы, простую природу, этот эффект сложно объяснить с помощью теории лучей и уравнения дифракции Френеля в определенных областях. И наоборот, эффект теневого блистера демонстрирует как линейное, так и нелинейное поведение, соответствующее устойчивому изменению поперечного расстояния между двумя неплоскими прямыми краями вдоль оптической оси. В этой статье исследуется эффект теневого блистера наряду с дифракцией на прямой кромке, раскрывая фундаментальные аспекты явления дифракции. Экспериментальное исследование представляет дифракционную модель, способную объяснить эффект теневого блистера. Эта модель опирается на неоднородное фрактальное пространство, потенциально создаваемое объектами вблизи их поверхностей, включая края барьеров.

http://www.ej-physics.org/index.php/ejphysics/article/view/304

При тщательном изучении поперечных сечений и дифракционных картин, возникающих от двух параллельных прямых краев, что может привести к образованию теневого блистера, становятся очевидными три отчетливые границы, соответствующие четырем условиям, основанным на поперечном расстоянии между двумя краями по оси X. -ось. В случаях, когда поперечное расстояние достаточно велико, «дифракция Френеля» через линейку оказывается действенным подходом для оценки интенсивности в любой произвольной точке плоскости наблюдения и определения положения полос. Более того, дифракционная картина сохраняет фиксированное положение благодаря фиксированному положению первичного барьера. Однако на втором этапе, когда поперечное расстояние уменьшается примерно до миллиметра, достоверность «интеграла Френеля» снижается. В этом сценарии смещение полосы имеет нелинейное поведение с положительным ускорением, соответствующим постоянной скорости вторичного барьера, до тех пор, пока поперечное расстояние не достигнет меньшего значения, которое считается точкой перехода. Впоследствии, на третьем этапе, смещение полос, соответствующее постоянной скорости вторичного барьера, демонстрирует нелинейное поведение с отрицательным ускорением до тех пор, пока ширина щели не достигнет нуля, и «интеграл Френеля» не останется недействительным. На заключительном этапе, когда поперечное расстояние приближается к нулю и одновременно когда вторичный барьер перекрывает первичный барьер, «интеграл Френеля» снова становится действительным. При этом смещение полос, соответствующее установившейся скорости вторичного барьера в этой области, линейно с постоянной скоростью и нулевым ускорением. Примечательно, что сложность возникает, когда поперечное расстояние очень мало. В этом условии преобразование Фурье справедливо только в том случае, если мы рассматриваем комплексный показатель преломления, предполагающий неоднородное фрактальное пространство с переменным показателем преломления вблизи поверхности препятствий. Этот переменный показатель преломления вызывает временную задержку во временной области, что приводит к возникновению определенной области дисперсии, которая лежит в основе явления дифракции.