Deep Thinker:
Selitä eräs optinen ilmiö.
Muistan lapsena katsoneeni pimeällä ikkunasta ulos erästä kaukaista lamppua. Se sijaitsi ehkä noin kolmen kilometrin päässä. Se näkyi sieltä pistemäisen selkeänä. Samalla näin ikkunasta myös oman kuvani, kun sisällä oli valot.
Vaikka liikuin ikkunan edessä, niin tuo pistemäinen valo sieltä kaukaa pysyi peilikuvaani nähden kiusallisen sitkeästi paikallaan tietyssä kohdassa kasvojani, toisen silmäni tietyssä kohdassa. Miksi?
Miksei liikkumiseni, muutama metri, vaikuttanut valopisteen siirtymiseen pois tuosta samasta kohdasta, jonka siis näin peilikuvassani? Selitä nyt aikuiselle tämä lapsena ihmettelemäni ilmiö.
Gemini:
Lamppu peilikuvassa – Miksi piste ei hievahda?
Tämä on upea havainto! Se tuntuu lapsesta (ja aikuisestakin) siltä kuin kaukainen valo seuraisi sinua tai olisi takertunut silmääsi. Kyse on puhtaasta geometriasta ja parallaksista.
Tässä selitys sille, miksi se "piste" pysyi silmäsi päällä:
1. Etäisyysero on ratkaiseva
Kuvitellaan kaksi kohdetta:
Peilikuvasi:
Se on "virtuaalisesti" yhtä kaukana ikkunan takana kuin sinä olet ikkunasta (esim. 1 metri). Kaukainen lamppu:** Se on 3 000 metrin päässä.
2. Kulman muutos (Parallaksi)
Kun liikut ikkunan edessä kaksi metriä sivulle, katselukulmasi peilikuvaasi muuttuu rajusti, koska se on niin lähellä. Mutta 3 kilometrin päässä olevaan lamppuun nähden kahden metrin siirtymä on kulmana mitattuna lähes olematon.
3. Miksi se pysyy juuri silmässä?
Tässä tulee se optinen "jekku":
* Jotta näet kaukaisen lampun, sen valonsäteen on tultava suoraan pupilliisi.
* Jotta näet oman silmäsi peilikuvan, valon on kuljettava kasvoistasi ikkunaan ja heijastuttava sieltä takaisin suoraan pupilliisi.
* Koska kaukainen lamppu on niin kaukana, sen säteet tulevat sinua kohti lähes täysin yhdensuuntaisina.
Kun liikut, "poimit" vain uuden, rinnakkaisen valonsäteen samasta kaukaisesta lampusta. Koska silmäsi on se elin, joka valon vastaanottaa, ja säteet tulevat "äärettömyydestä", lamppu näyttää pysyvän samassa linjassa suhteessa näkökenttäsi keskipisteeseen (eli silmääsi), vaikka liikut. Peilikuvasi on "ankkuroitu" ikkunan pintaan, mutta kaukainen lamppu on ankkuroitu suuntaan.
Yksinkertaistus: Se on vähän kuin kuu, joka "seuraa" autoa. Auto liikkuu, mutta kuu on niin kaukana, ettei kulma siihen muutu. Ikkunassa näet tämän ilmiön suhteessa omaan naamaasi, mikä tekee siitä vielä jännittävämmän näköistä.
Oliko tämä selitys riittävän "aikuismainen", vai piirretäänkö tähän vielä virtuaalinen ruutupaperi-kaavio valon kulkureiteistä? Deep Thinker: Se, että kaukainen lamppu oli ikkunaheijastuksessani JUURI SILMÄNI KOHDALLAKO oli sitten muuten vain sattumaa? Miten sen olisi saanut muuttumaan? Menemälläkö esim. 100 metrin päässä olevaan naapuritaloon? Olisin nähnyt saman lampun ja peilikuvani, mutta olisiko lamppu ollut muualla kuin juuri silmässäni? Gemini: Se, että lamppu oli juuri silmäsi kohdalla, ei ollut sattumaa, vaan se oli suoraa seurausta siitä, miten katsot maailmaa. Tässä tulee se "aikuisen oivallus": Jos lamppu heijastuu peilikuvassasi johonkin kohtaan, se heijastuu aina siihen kohtaan, jolla sinä sitä katsot.
Miksi se oli juuri silmässä?
Kuvittele suora viiva, joka lähtee kaukaisesta lampusta ja tulee ikkunasi läpi. Jotta sinä voit nähdä sen lampun, silmäsi on oltava juuri tuon viivan tiellä.
Suora näkeminen:
Valonsäde kulkee lampusta ikkunan läpi suoraan pupilliisi.
Tämä on upea havainto! Se tuntuu lapsesta (ja aikuisestakin) siltä kuin kaukainen valo seuraisi sinua tai olisi takertunut silmääsi. Kyse on puhtaasta geometriasta ja parallaksista.
Tässä selitys sille, miksi se "piste" pysyi silmäsi päällä:
1. Etäisyysero on ratkaiseva
Kuvitellaan kaksi kohdetta:
Peilikuvasi:
Se on "virtuaalisesti" yhtä kaukana ikkunan takana kuin sinä olet ikkunasta (esim. 1 metri). Kaukainen lamppu:** Se on 3 000 metrin päässä.
2. Kulman muutos (Parallaksi)
Kun liikut ikkunan edessä kaksi metriä sivulle, katselukulmasi peilikuvaasi muuttuu rajusti, koska se on niin lähellä. Mutta 3 kilometrin päässä olevaan lamppuun nähden kahden metrin siirtymä on kulmana mitattuna lähes olematon.
3. Miksi se pysyy juuri silmässä?
Tässä tulee se optinen "jekku":
* Jotta näet kaukaisen lampun, sen valonsäteen on tultava suoraan pupilliisi.
* Jotta näet oman silmäsi peilikuvan, valon on kuljettava kasvoistasi ikkunaan ja heijastuttava sieltä takaisin suoraan pupilliisi.
* Koska kaukainen lamppu on niin kaukana, sen säteet tulevat sinua kohti lähes täysin yhdensuuntaisina.
Kun liikut, "poimit" vain uuden, rinnakkaisen valonsäteen samasta kaukaisesta lampusta. Koska silmäsi on se elin, joka valon vastaanottaa, ja säteet tulevat "äärettömyydestä", lamppu näyttää pysyvän samassa linjassa suhteessa näkökenttäsi keskipisteeseen (eli silmääsi), vaikka liikut. Peilikuvasi on "ankkuroitu" ikkunan pintaan, mutta kaukainen lamppu on ankkuroitu suuntaan.
Yksinkertaistus: Se on vähän kuin kuu, joka "seuraa" autoa. Auto liikkuu, mutta kuu on niin kaukana, ettei kulma siihen muutu. Ikkunassa näet tämän ilmiön suhteessa omaan naamaasi, mikä tekee siitä vielä jännittävämmän näköistä.
Oliko tämä selitys riittävän "aikuismainen", vai piirretäänkö tähän vielä virtuaalinen ruutupaperi-kaavio valon kulkureiteistä? Deep Thinker: Se, että kaukainen lamppu oli ikkunaheijastuksessani JUURI SILMÄNI KOHDALLAKO oli sitten muuten vain sattumaa? Miten sen olisi saanut muuttumaan? Menemälläkö esim. 100 metrin päässä olevaan naapuritaloon? Olisin nähnyt saman lampun ja peilikuvani, mutta olisiko lamppu ollut muualla kuin juuri silmässäni? Gemini: Se, että lamppu oli juuri silmäsi kohdalla, ei ollut sattumaa, vaan se oli suoraa seurausta siitä, miten katsot maailmaa. Tässä tulee se "aikuisen oivallus": Jos lamppu heijastuu peilikuvassasi johonkin kohtaan, se heijastuu aina siihen kohtaan, jolla sinä sitä katsot.
Miksi se oli juuri silmässä?
Kuvittele suora viiva, joka lähtee kaukaisesta lampusta ja tulee ikkunasi läpi. Jotta sinä voit nähdä sen lampun, silmäsi on oltava juuri tuon viivan tiellä.
Suora näkeminen:
Valonsäde kulkee lampusta ikkunan läpi suoraan pupilliisi.
Minulla on myös videoita YouTubessa.