图阳光下的人居然没有影子,这种现象只在赤道附近发生。
请读者朋友仔细观察一下图,你看出什么异常了吗?也许有读者已经看出了端倪,大白天,这个站在室外的人为什么没有影子?这也太奇怪了!实际上,这张图是完全照着一张实地拍摄的照片临摹的,也就是说,画里的情况是真实存在的。不过,图中这个人所站的地方是特定的,是赤道附近。画面中,太阳正好位于这个人的头顶正上方(我们常把这个区域称为“天顶”)。但是,如果这个人位于赤道至纬度23.5°以外的任何地方,太阳永远不会到达天顶,所以,只在某些地区,才有可能出现这样的情况。
每年的6月22日,太阳正好到达北回归线附近,也就是北纬23.5°。我们生活在北半球,这一天正午太阳达到最高值,此时它位于北回归线上各个地方的天顶。再过6个月,到12月22日,太阳会到达南回归线附近,也就是南纬23.5°。同理,这一天,在南回归线上的各个地方,都可以看到太阳位于天顶。我们知道,热带处于南北回归线之间,所以,热带的人们一年之中可以两次看到太阳位于天顶,那时,所有的人或者其他物体的影子都正好在自己的脚下面,看上去就好像没有影子一样,这就是图中的景象。
图地球的南北两极地区物体的影子长度在一天中不会发生变化。
如图所示,图中画出了一天当中南北两极地区的影子变化,你可能觉得我在开玩笑,其实不然。正如你所见,这里的人可以同时产生好几个影子!这幅图直观地说明了极地上太阳的特点:在太阳光下,一个昼夜内,人的影子长度没有发生任何变化。这是因为,在南北两极上,太阳一昼夜的运行路线几乎都平行于地平线。但在地球上的其他地区,太阳的运行轨迹跟地平线都是相交的。不过,需要说明一点,在这个图中,有一个错误,就是图中人的身高比影子长得多,这种情况只在太阳高度角是40°时才有可能出现。而在地球两极,太阳的高度角要小于23.5°,所以,这是绝对不可能发生的事情。通过一些简单的计算,我们可以得知,在南北两极上,物体的影子至少是物体高度的2.3倍,甚至更多。感兴趣的读者可以利用三角学原理计算一下。