关于此实验
物体挡住光线的地方会形成影子。由于光沿直线传播，你可以准确预测影子的位置和大小。在房间里移动手电筒和剪下的人形图案，观察地板和墙上的影子如何变大或变小。然后到户外：在操场上插一根1 m长的棍子，观察夏季和冬季太阳划过天空时，影子的方向和长度如何变化。
学习目标
- 说明影子是物体挡住光线后形成的暗区
- 利用直线传播的光线预测影子的大小和位置
- 描述物体越靠近光源，影子就越大的现象
- 根据材料形成的影子，将材料分为不透明、半透明和透明
- 描述太阳照射下影子的长度和方向在一天之内以及一年之中如何变化
使用方法
- 1先将手电筒放低，并让物体靠近手电筒。观察墙上的影子。慢慢将物体移向墙壁，并描述影子发生了什么变化。
- 2将物体放回到 1.2 m 处。抬高手电筒，观察影子沿墙向下移动并延伸到地板上。影子什么时候不再触及墙壁？
- 3打开光线显示。沿着刚好擦过头顶的那条光线观察：影子的边缘就在这条光线落下的位置。
- 4先将材质改为半透明，再改为透明。比较每种情况下影子的深浅。
- 5切换到“太阳和棍子”。点击“播放一天”，观察棍子的影子。影子在什么时候最短？正午时它指向哪个方向？
- 6比较六月和十二月上午 9:00 及 12:00 的情况。哪个月正午的影子更长？
模型
假设
- 火把是点光源，因此影子的边缘很清晰。真正的火把有宽大的火焰，会形成边缘柔和、模糊的影子，这种影子叫作半影。
- 这个人形剪影是平面的，面向墙壁；墙壁距离火把 3 m。
- 太阳视图显示的是北纬 40° 地区（例如马德里、北京或纽约），并采用当地真太阳时，因此正午时太阳位置最高。在赤道以南，正午的太阳位于北方。
- 图中显示半透明和透明材料时，假设透过它们的光量是固定的。现实中的材料透光量各不相同。
在课堂上试试这个实验
- Q1你想在影子戏中把手的影子放大到投射在墙上。手应该放在哪里？
- Q2为什么树影在下午指向的方向与上午相反？
- Q3朋友说影子变大是因为火把更亮了。这个说法对吗？你可以怎样验证？
- Q4为什么六月正午的影子比十二月正午的影子短？
- Q5卧室窗帘用不透光、半透明还是透明材料最好？为什么？
常见问题
影子为什么和物体形状相同？
光沿直线传播，因此原本会从物体边缘经过的光会继续沿直线传播到墙上。影子的边缘勾勒出物体的轮廓，并会根据距离拉长或缩小。
物体越靠近火把，影子为什么越大？
物体靠近火把时，会挡住扇形范围更大的光线。这些光线在前往墙壁的途中会继续散开，因此留下的暗区也更大。
我的影子在12点时最短吗？
太阳升到最高点时，也就是太阳正午时，影子最短。由于时区和夏令时的影响，钟表时间可能在大约11:30到13:30之间。
影子为什么不是完全黑的？
光会从墙壁、地面和天空反射，其中一部分会从其他方向照进影子里。因此，我们仍然能看见影子里的东西。