影子的变化规律

物体的影子总和光线相反，且离光源越远影子越长。根据太阳直射点的移动规律可以推导出全球各地一年四季正午影子的长短、朝向的变化规律。

一天内物体影子长度的变化，从早上到中午再到傍晚，变化规律是由长变短再变长。太阳刚升起时，物体的影子最长，并在物体的西侧，随着太阳的升高，影子会越来越短，并渐向西北移动，在中午时分，影子最短，朝向北方，然后太阳向西方落下，影子越来越长，朝向东方。

地球自传时，太阳的位置不变，我们在地球上面，所以，相对来说，太阳的位置就变化了。太阳光线也就变化了！专业上讲太阳高度角是指某地太阳光线与该地作垂直于地心的地表切线的夹角。因为太阳高度角在变化,太阳光的入射方向和地平面之间的夹角也在变化。所以一天中物体的影子也会发生变化。

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影子分本影和半影两种：仔细观察电灯光下的影子，还会发现影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部特别黑暗的部分叫本影，四周灰暗的部分叫半影。这些现象的产生都和光的直线传播有密切关系。 假如把一个柱形茶叶筒放在桌上，旁边点燃一支蜡烛，茶叶筒就会投下清晰的影子 。如果在茶叶筒旁点燃两支蜡烛，就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠部分完全没有光线射到，是全黑的，这就是本影；本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方，就是半明半暗的半影。

如果点燃三支甚至四支蜡烛，本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多层次。物体在电灯光下能生成由本影和半影组成的影子，也是这个道理。电灯是由一条弯曲的灯丝在发光，不只限于一点。从这一个点射来的光给物体遮住了，从另一些点射过来的光并不一定全被挡住。很显然，发光物体的面积越大，本影就越小。

如果我们在上述茶叶筒周围点上一圈蜡烛，这时本影完全消失，半影也淡得看不见了。 科学家根据上述原理制成了手术用的无影灯。它将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形，合成一个大面积的光源。这样，就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不产生明显的本影，所以取名无影灯。