WEBVTT

1
00:00:00.100 --> 00:00:01.485
房間裡的積木，

2
00:00:01.500 --> 00:00:03.560
為什麼看得見？

3
00:00:03.575 --> 00:00:04.360
今天，

4
00:00:04.375 --> 00:00:05.823
我們跟著光走，

5
00:00:05.838 --> 00:00:08.597
找出眼睛、物體和影子之間的關

6
00:00:08.612 --> 00:00:09.792
係。

7
00:00:10.892 --> 00:00:11.977
亮著的燈，

8
00:00:11.992 --> 00:00:13.915
可以自己發光。

9
00:00:13.930 --> 00:00:15.752
積木不會自己發光，

10
00:00:15.767 --> 00:00:17.877
卻會把照到它的一部分光，

11
00:00:17.892 --> 00:00:19.744
反射出去。

12
00:00:20.844 --> 00:00:23.229
當積木反射的光進入眼睛，

13
00:00:23.244 --> 00:00:25.441
我們才能看見它。

14
00:00:25.456 --> 00:00:27.092
不是眼睛射出光，

15
00:00:27.107 --> 00:00:29.336
把物體抓回來。

16
00:00:30.436 --> 00:00:31.958
如果沒有這盞燈，

17
00:00:31.973 --> 00:00:33.571
也沒有其他光源，

18
00:00:33.586 --> 00:00:36.796
就沒有積木反射的光進入眼睛。

19
00:00:36.811 --> 00:00:38.146
圖上的輪廓，

20
00:00:38.161 --> 00:00:40.632
只是方便我們辨認。

21
00:00:41.732 --> 00:00:43.054
真實房間裡，

22
00:00:43.069 --> 00:00:45.354
光往很多方向走。

23
00:00:45.369 --> 00:00:47.429
我們只畫幾條輔助線，

24
00:00:47.444 --> 00:00:50.317
讓你看懂路徑；亮點也不是實際的

25
00:00:50.332 --> 00:00:51.784
光速。

26
00:00:52.884 --> 00:00:54.444
在均勻的空氣中，

27
00:00:54.459 --> 00:00:57.006
我們用直線表示光路。

28
00:00:57.021 --> 00:00:59.269
把兩張紙板的洞口排好，

29
00:00:59.284 --> 00:01:01.976
窄光束就能一路穿過。

30
00:01:03.076 --> 00:01:06.398
現在只把第二個洞口往上移。

31
00:01:06.413 --> 00:01:08.224
原來直直前進的光，

32
00:01:08.239 --> 00:01:09.336
撞到紙板，

33
00:01:09.351 --> 00:01:12.144
不能沿著原路到達後面。

34
00:01:13.244 --> 00:01:15.067
先猜一猜。

35
00:01:15.082 --> 00:01:17.054
洞口不在前進的路上，

36
00:01:17.069 --> 00:01:19.079
這道光會不會自己轉彎，

37
00:01:19.094 --> 00:01:21.280
找到新的洞口呢？

38
00:01:24.580 --> 00:01:26.528
這個直線光路模型裡，

39
00:01:26.543 --> 00:01:27.877
不會。

40
00:01:27.892 --> 00:01:30.153
它被紙板擋住了。

41
00:01:30.168 --> 00:01:32.915
我們沒有把繞射和周圍散射的光畫

42
00:01:32.930 --> 00:01:34.320
進來。

43
00:01:35.420 --> 00:01:36.168
不過，

44
00:01:36.183 --> 00:01:39.193
光碰到鏡面或進入另一種材料時，

45
00:01:39.208 --> 00:01:41.255
可能改變方向。

46
00:01:41.270 --> 00:01:42.418
直線前進，

47
00:01:42.433 --> 00:01:45.160
是在這裡的條件下比較。

48
00:01:46.260 --> 00:01:47.020
接著，

49
00:01:47.035 --> 00:01:48.508
固定燈和屏幕，

50
00:01:48.523 --> 00:01:50.783
只換中間的材料。

51
00:01:50.798 --> 00:01:53.683
透明片、霧面片和不透明板，

52
00:01:53.698 --> 00:01:56.240
會讓光有不同的結果。

53
00:01:57.340 --> 00:01:59.150
透明片讓比較多光，

54
00:01:59.165 --> 00:02:00.863
直接通過。

55
00:02:00.878 --> 00:02:03.350
它也可能反射或吸收一些光，

56
00:02:03.365 --> 00:02:06.816
不是每一份光都毫無改變地穿過。

57
00:02:07.916 --> 00:02:09.338
半透明霧面片，

58
00:02:09.353 --> 00:02:11.139
能讓一部分光通過，

59
00:02:11.154 --> 00:02:13.276
還會把光分散。

60
00:02:13.291 --> 00:02:14.926
後面的光比較散，

61
00:02:14.941 --> 00:02:17.200
不只是單純變暗。

62
00:02:18.300 --> 00:02:21.222
不透明板擋住穿過它的光。

63
00:02:21.237 --> 00:02:22.335
板子背後，

64
00:02:22.350 --> 00:02:24.122
少了直接照到的光，

65
00:02:24.137 --> 00:02:26.912
就可能出現比較暗的區域。

66
00:02:28.012 --> 00:02:29.397
光碰到材料，

67
00:02:29.412 --> 00:02:32.597
可能穿透、反射或被吸收。

68
00:02:32.612 --> 00:02:34.747
這張圖只抓主要差別，

69
00:02:34.762 --> 00:02:37.704
不計算每一份光去了哪裡。

70
00:02:38.804 --> 00:02:40.801
影子是光被物體擋住，

71
00:02:40.816 --> 00:02:43.126
比較照不到的區域。

72
00:02:43.141 --> 00:02:45.489
不是物體吐出的黑色東西，

73
00:02:45.504 --> 00:02:47.920
也不是另一個小物體。

74
00:02:49.020 --> 00:02:49.817
這一站，

75
00:02:49.832 --> 00:02:51.492
把燈和屏幕固定，

76
00:02:51.507 --> 00:02:54.555
用同一個不透明物體做比較。

77
00:02:54.570 --> 00:02:56.192
物體本身的大小，

78
00:02:56.207 --> 00:02:58.232
一直保持相同。

79
00:02:59.332 --> 00:03:01.067
再猜一次。

80
00:03:01.082 --> 00:03:03.467
把同一個物體移近小光源，

81
00:03:03.482 --> 00:03:04.854
屏幕上的影子，

82
00:03:04.869 --> 00:03:05.792
會變大，

83
00:03:05.807 --> 00:03:07.656
還是變小呢？

84
00:03:10.956 --> 00:03:12.728
它會變大。

85
00:03:12.743 --> 00:03:15.128
沿著物體邊緣延伸的光路，

86
00:03:15.143 --> 00:03:17.041
到屏幕時張得更開，

87
00:03:17.056 --> 00:03:19.832
所以遮住的區域比較大。

88
00:03:20.932 --> 00:03:22.579
把物體移近屏幕，

89
00:03:22.594 --> 00:03:24.642
影子就比較小。

90
00:03:24.657 --> 00:03:27.055
我們把燈簡化成一個小點，

91
00:03:27.070 --> 00:03:29.861
真實光源還可能讓影子邊緣比較模

92
00:03:29.876 --> 00:03:31.056
糊。

93
00:03:32.156 --> 00:03:33.066
接下來，

94
00:03:33.081 --> 00:03:35.491
物體和屏幕都固定。

95
00:03:35.506 --> 00:03:38.178
這次只把燈往上或往下移，

96
00:03:38.193 --> 00:03:39.953
看看屏幕上的影子，

97
00:03:39.968 --> 00:03:41.872
會往哪裡走。

98
00:03:42.972 --> 00:03:44.057
燈往上移，

99
00:03:44.072 --> 00:03:46.882
光從比較高的位置照來。

100
00:03:46.897 --> 00:03:48.532
物體擋住的區域，

101
00:03:48.547 --> 00:03:50.157
會朝另一側延伸，

102
00:03:50.172 --> 00:03:52.856
屏幕影子中心往下移。

103
00:03:53.956 --> 00:03:55.241
把燈往下移，

104
00:03:55.256 --> 00:03:57.853
影子中心就往上移。

105
00:03:57.868 --> 00:04:00.241
你可以順著兩條邊界光線，

106
00:04:00.256 --> 00:04:01.353
追到屏幕，

107
00:04:01.368 --> 00:04:03.432
自己檢查答案。

108
00:04:04.532 --> 00:04:05.317
注意，

109
00:04:05.332 --> 00:04:08.029
這是從側面看的配置。

110
00:04:08.044 --> 00:04:09.592
圖中的上和下，

111
00:04:09.607 --> 00:04:11.204
是屏幕上的位置，

112
00:04:11.219 --> 00:04:14.152
不是地面日影長度的測量。

113
00:04:15.252 --> 00:04:16.774
每次都先說出，

114
00:04:16.789 --> 00:04:19.324
誰固定、誰改變。

115
00:04:19.339 --> 00:04:20.800
這樣才能知道，

116
00:04:20.815 --> 00:04:22.949
影子移動是因為燈的位置，

117
00:04:22.964 --> 00:04:25.400
不是物體自己跑走。

118
00:04:26.500 --> 00:04:27.272
最後，

119
00:04:27.287 --> 00:04:29.685
光來到平滑的鏡面。

120
00:04:29.700 --> 00:04:31.585
它會有規則地反射，

121
00:04:31.600 --> 00:04:33.210
照來的方向改變，

122
00:04:33.225 --> 00:04:36.360
出去的方向也會跟著改變。

123
00:04:37.460 --> 00:04:39.745
看鏡面上的虛線。

124
00:04:39.760 --> 00:04:41.082
它垂直鏡面，

125
00:04:41.097 --> 00:04:42.832
叫做法線。

126
00:04:42.847 --> 00:04:44.645
我們從這條線開始，

127
00:04:44.660 --> 00:04:47.632
比較兩邊光線張開的角度。

128
00:04:48.732 --> 00:04:50.804
在這個平面鏡模型裡，

129
00:04:50.819 --> 00:04:52.379
光進來和出去，

130
00:04:52.394 --> 00:04:54.867
與法線的角度一樣大。

131
00:04:54.882 --> 00:04:57.920
不是隨便找一條線量角度。

132
00:04:59.020 --> 00:05:00.717
積木也會反射光，

133
00:05:00.732 --> 00:05:03.930
只是光會往比較多方向散開。

134
00:05:03.945 --> 00:05:05.530
鏡子表面平滑，

135
00:05:05.545 --> 00:05:08.472
讓反射的方向更有規則。

136
00:05:09.572 --> 00:05:11.332
回頭想想。

137
00:05:11.347 --> 00:05:13.582
光進入眼睛讓我們看見，

138
00:05:13.597 --> 00:05:15.057
遮光形成影子，

139
00:05:15.072 --> 00:05:18.082
位置改變影子大小和方向。

140
00:05:18.097 --> 00:05:19.632
換你到研究台，

141
00:05:19.647 --> 00:05:22.096
沿著光路找原因吧！