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1.6 诡异的影子

请仔细观察图1-11,你能发现什么异常的情况吗?有读者可能已经发现了,图中的这个人白天在室外几乎没有影子,这也太奇怪了。其实这张图是根据某张实地拍摄的照片临摹下来的,也就是说这个画面真实存在,不过图中人所处的地方是特定的,在赤道附近,而此时太阳正好在他头顶上方,也就是所谓天顶。在赤道至纬度 以外的地方,太阳是不可能到达天顶的,所以这个画面也只有在小部分地区才能看见。

在每年的6月22日,太阳正好位于北回归线,即北纬23.5°,对于我所在的地方是一年中太阳离我们最高的时候,而处于北回归线上的各地则在天顶。半年以后的12月22日,太阳到达南回归线,即南纬23.5°,同样地,处于南回归线上的各地可以看到太阳在天顶。南北回归线之间的地区,属于热带。一年当中太阳将有两次在天顶,而那个时候所有人或者物体的影子都在自己的脚下,因此看起来似乎没有影子,也就出现了图中这样神奇的情景。

图1-11 根据赤道附近地区所照的相片绘制,大太阳底下几乎没有影子

图1-12所画的是在南、北两极一天当中的影子情况,这并不是开玩笑,如你所看到的,这就是人同时拥有六个影子的情况。这个图表明了太阳在极地上的特点:在太阳光的照射下,人的影子长度在一昼夜内没有发生改变。这是因为太阳在两极上一昼夜的运行路线几乎平行于地平线,而在其他地区,太阳会与地平线相交。但是这张图也出现了一个错误,那就是图中的影子比人的身长要短很多,这是只有在太阳高度角大概为40°时才会出现的情景,而在太阳高度角不超过23.5°的两极上是绝对不可能发生的。通过简单计算就可得知,两极上物体的影子肯定不会短于物体高度的2.3倍,对三角学有兴趣的读者不妨对此计算一下进行验证。

图1-12 地球两极上的影子在一昼夜内长度不变 HSaDaHkHamSA3KopBhgFq2BvA8HOLt0du6OxnCC9pVCK6+Foj9B7OeDoLCABgHYC

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