本影与半影

我们在台灯下写字的时候，稍一留意就可以看到握笔的手在纸面上留下的影子。仔细观察纸面上笔或手的影子，我们还会发现影的边缘部分比影的中心部分相对地亮一些，好像影子的周围还有一圈虚的边界似的。其实，不光是台灯造成的影子有这种特点，如果我们再去认真观察被太阳光、月光，以及汽车灯光等照射的物体的影子时，也会觉察到这种情况。物理学上把影的中部最黑暗的区域叫本影，把本影边缘亮度稍大的区域叫半影。那么，为什么会产生本影和半影呢？原来，任何实际的光源都不是真正的“点”光源，它们都具有一定大小的发光面积。我们知道，由点光源发出的光照射不透明物体时，在物体背光的方向上可以形成一个边缘清晰的黑暗区域，即物体的影。但由实际光源照射物体时，它的发光面却可以被看做是由若干个点光源组成的。
     由这些点光源照射同一物体时，又会形成若干个物体的影。所有这些“影”的重叠部分，也就是“发光面”上所有点发出的光线都照射不到的区域（显然最黑暗），就是本影；发光面上发出的一部分光线可以照射到，而另一部分光线却无法照射到的区域（显然亮度比本影会大一些），则是半影。画出了灯泡上A、B两点所发出的光线照射物体M时，在屏S上形成物体本影和半影的情形。由此不难看出，半影分布在本影的边缘。如果你有兴趣，不妨依据图光—1在灯泡上任意找出两个发光点，看它们发出的光线是怎样照射物体M并在屏S上形成影的。