关键概念
物理学
光学
光
阴影
引言
万圣节快到了，每个角落似乎都潜伏着一个幽灵般的阴影！幸运的是，它们实际上都只是阴影，是用来在你不给糖就捣蛋时给你带来刺激的装饰品。但是这些阴影从哪里来，为什么有些阴影如此巨大？做这个活动，找出如何产生最大、最可怕的阴影！
背景知识
你需要某种光源才能产生阴影。这可以是太阳、灯或手电筒。所有光源都会发射向外传播的光波。在光学（物理学的一个特殊领域）中，这种发射的光被建模为一条称为光线的直线，表示光传播的方向。
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要投下阴影，你需要一个可以阻挡光线的物体。并非每个物体都能做到这一点。有些材料会让光线通过，而另一些材料只会阻挡部分光线。能够阻挡所有光线的物体被称为不透明物体，并且会形成阴影。你还需要一个大的表面，例如墙壁或屏幕，以便在上面显示阴影。
如何改变阴影的大小？物体离光源越近，它投下的阴影就越大。这是因为离光源较近的物体会阻挡较大面积的光线，从而增加其阴影大小。在这个活动中自己试试看！
材料
两个卷尺
透明胶带
可以阻挡光线的不透明物体，例如杯子、玩具车或球
手电筒
桌子
浅色墙壁
昏暗的工作空间
纸
笔
准备工作
将桌子紧靠浅色墙壁放置。
将第一个卷尺用胶带粘在桌子上，零刻度对准墙壁。
选择一个能够完全阻挡光源光线的不透明物体。它不应该太大或太小。
将手电筒放在桌子上，使其与卷尺对齐，朝向墙壁。它应位于距墙壁 50 厘米（20 英寸）处。
调暗房间的灯光，使其足够暗，以便可以在墙上看到清晰的阴影。
步骤
打开手电筒，将其对准墙壁。打开灯后，你在墙上看到了什么？打开灯时，墙壁的外观如何变化？
关闭手电筒，但不要移动它。拿起物体，将其放置在手电筒旁边，距离 25 厘米（10 英寸）处。然后将其移向墙壁，直到其位于距离墙壁 20 厘米（8 英寸）处。你认为打开灯后会看到什么？
打开灯，看看墙壁。放置在桌子上的物体是否形成阴影？你能解释为什么吗？
将物体直接移动到墙壁和手电筒之间，使其位于卷尺的上方。将其放置在卷尺的 20 厘米（8 英寸）刻度处。移动物体后，阴影会如何变化？
打开灯。这次你在墙上看到了什么？阴影是什么形状的？如果存在阴影，则拿第二个卷尺测量阴影从桌面到顶部的的高度，并将尺寸写在纸上。阴影有多大？
测量阴影的高度后，将物体沿着卷尺移近墙壁，直到它到达 10 厘米（4 英寸）刻度。然后再次测量阴影的高度并记录其大小。当你将其移离光源时，阴影的大小如何变化？除了大小之外，你是否注意到任何其他差异？
将物体移近手电筒，并将其放置在卷尺上的 40 厘米（16 英寸）刻度处。再次测量并记录阴影的高度。当你将物体移近光源时，阴影会变小还是变大？
查看纸上的结果。如果你愿意，可以绘制一个图表，其中 x 轴表示到光源的距离，y 轴表示阴影的大小。阴影的大小如何取决于物体与光源的距离？你能解释你的结果吗？
额外练习：尝试使用不同的物体。选择不同的材料或不同的大小。或者制作你自己的形状！它们都会形成阴影吗？为什么会这样或为什么不会这样？
额外练习：通过在墙壁前面放置两个手电筒来引入第二个光源。你放置在两个手电筒和墙壁之间的物体的阴影看起来如何？它们与仅使用一个光源的阴影有何不同？
额外练习：尝试从不同的角度将手电筒对准物体。角度如何改变阴影的外观？
观察和结果
你是否能够改变物体阴影的大小？在你能够改变阴影的大小之前，你需要先生成它。当你将物体放置在手电筒旁边而不是直接放置在其光路中时，你可能没有看到阴影。这是因为光沿直线传播，并且由于物体没有位于直接光路中，因此它无法阻挡来自光源的光线。但是，一旦你将物体直接放置在路径中，你应该会在墙上看到一个与物体形状相同的阴影。这次不透明物体能够阻挡来自光源的光线，从而在墙上形成黑暗的阴影。
当你将物体移离光源时，你应该观察到阴影的大小减小，而当你将其移近时，阴影的大小会增加。当你的物体更近时，你会阻挡来自光源的更大一部分光线，从而增加阴影的大小。现在你知道如何让幽灵般的万圣节阴影变大和缩小了！
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