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¿Por qué la luz parece ocluir objetos frente a él?

Mi pregunta: ¿por qué la luz se parecen a ocluir un objeto en frente de ella, especialmente cuando se ve desde una distancia? E. g. imaginar una cuadrícula como la estructura (por ejemplo, un vacío gasómetros) visto desde la distancia, con el sol detrás, o incluso la puesta de sol por debajo del horizonte. La luz parece que se superponen el objeto en frente de ella, como un aura o neblina. Estoy en busca de una explicación científica de este fenómeno.

Gracias.

[Modificar:] Sólo en aras de la claridad, aquí está una foto de la captura exactamente lo que quiero decir, donde el negro de los puntales de los polos parecen ser atenuada por la luz detrás de ellos:

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Kyle Oman Puntos 9668

Creo que la respuesta es tan simple como la difracción. La luz se difracta un poco en torno a la intervención de objeto, de modo que parte de la luz se desvía de tal manera que usted percibe como proveniente de una dirección cubiertos por el objeto. Esto sucede todo el tiempo, pero es más notable con una fuente de luz muy brillante.

EDIT: voy a tratar de estimar la magnitud del efecto de difracción. Supongo que la medida de aproximación de campo largo. Este es un de-el enfoque en la envolvente, por lo que estoy liberalmente de redondeo y la aproximación.

La difracción de la luz alrededor de un objeto macroscópico tiene algunas similitudes con la rendija de la difracción de una abertura mayor que la longitud de onda difractada. La extensión angular de la central de pico de intensidad en la rendija de la difracción es de aproximadamente $2\lambda/a$ ($\lambda$ es la longitud de onda, $a$ es el tamaño del objeto), por lo que a grandes rasgos la onda se desvía de la mitad de este ángulo en cada borde de la hendidura (desviación = $\lambda/a$).

El tamaño angular del objeto es simplemente $a/R$ ($R$ es la distancia al objeto) siempre que el objeto está muy lejos. Si el ángulo de desviación es la mitad de la extensión angular del objeto, el pico de intensidad cubrirá completamente el objeto (aunque no en intensidad uniforme!), así que yo diría que empiezan a ser bastante evidente que si el ángulo de desviación es del 5-10% del tamaño angular del objeto:

$.05\leq \frac{\lambda R}{a^2}$

Ahora tengo que empezar a adivinar en los valores de $\lambda$, $R$ y $a$. $\lambda$ es bastante fácil, el Sol emite luz con una longitud de onda de pico de alrededor de $500\mathrm{nm}$. El ancho de las barras en la imagen no son demasiado difíciles, calculo $a\sim5\mathrm{cm}$. El truco es parte de la distancia desde la que se tomó la foto... que podría ser ampliada o recortada y no hay nada para dar perspectiva... así que voy a tomar una conjetura y decir que el fotógrafo probablemente no estaba de pie mucho más cerca de lo $100\mathrm{m}$ a la estructura (llegar más lejos va a amplificar el efecto, por lo que este parece un buen compromiso). Poner en estos valores, me sale:

$\frac{\lambda R}{a^2} = 0.02$

Esto significa que aproximadamente el 4% de la anchura de las barras serían cubiertos por difracción de efectos. Si la imagen fue tomada desde un poco más lejos (tal vez 500m), a continuación, la cobertura es de hasta 20%.

Además, hay potencialmente secundaria picos en el patrón de difracción de contribuir, de secundaria, los picos son mucho más tenue que la de la primaria, pero el Sol es muy brillante y me imagino que el detector de la cámara está saturado, por lo que incluso un regulador de secundaria pico, potencialmente, podría todavía obtener una fuerte señal en el detector.

Todavía, a menos que esta imagen fue tomada desde una distancia considerable (parece que tal vez el 80% de cobertura, por lo que alrededor de 2 km, tal vez un poco menos si mis otras estimaciones son un poco fuera), no creo que la difracción puede completamente en cuenta para el efecto observado.

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Konrad Puntos 2400

Image credit: By Mallowtek (Own work) [CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Crédito de la imagen: Por Mallowtek (Propio trabajo) [CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

El fenómeno de la apertura del cartel (de forma incorrecta, en mi punto de vista) se describe como "parece ocluir" (una oclusión es una obstrucción al paso de la luz) se conoce a los fotógrafos como "encandilamiento".

El enlace de arriba va a una página en el sitio web de un comercial de proveedor de soluciones para pruebas de calidad de imagen digital. Como la página de notas,

Encandilamiento es la luz parásita en los lentes y sistemas ópticos causados por los reflejos de las superficies de los elementos de la lente y el tubo en el interior de la lente.

y

Es un fuerte predictor de la llamarada de la lente - imagen empañamiento (pérdida de de detalle en las sombras y color), así como imágenes "fantasma" - que puede degradar la calidad de la imagen en la presencia de fuentes de luz brillante en o cerca del campo de visión. Se produce en cada sistema óptico, incluyendo el ojo humano.

El segundo va el enlace a la página de la Wikipedia sobre la llamarada de la lente, que dice:

Llamarada de la lente es la luz dispersada en sistemas de la lente a través de la general no deseados de la imagen mecanismos de formación, tales como la reflexión interna y la dispersión del material de la falta de homogeneidad en la lente. Estos mecanismos difieren de la intención de la formación de la imagen mecanismo que depende de la refracción de la imagen de rayos. La llamarada se manifiesta en dos formas: como los artefactos visibles, y como una neblina a través de la imagen. La niebla hace que el aspecto de la imagen "lavadas" por reducir el contraste y el color la saturación (la adición de la luz a las oscuras regiones de la imagen, y añadiendo blanco a saturadas las regiones, la reducción de su saturación).

(Todos los énfasis mío)

Measurement of scattered and reflected light

Crédito de la imagen: Por Bautsch (Propio trabajo) [CC0], via Wikimedia Commons

[Diagrama de arriba muestra un] configuración de la prueba para la determinación de los no deseados influencia de la "luz de fondo". Pantalla gris de la izquierda de la imagen ópticamente a través de lente de la cámara en plano de imagen de la imagen en el sensor (o película). Rojo el láser de haz de luz, la fuente de la cual es de 10° fuera del campo de visión, idealmente, no debe ser reflejado en el plano de la imagen, pero se absorbe dentro de la de la cámara. [Traducido de la Wikipedia en alemán.]

Measurement of backlight

Crédito de la imagen: Por Bautsch 14:20, 18. Jan. 2011 (CET).Bautsch en de.wikipedia [dominio Público], a partir de Wikimedia Commons

Fotográfico de la exposición tomada por la cámara RÉFLEX digital, exhibiendo no deseados influencia de la luz de fondo como por la configuración de la prueba anterior. [Traducido de la Wikipedia en alemán.]


Hacer este post Wiki de la Comunidad, como yo no soy ni físico ni un fotógrafo, y espero que amplificaciones que se añade a fin de hacer de esta una Respuesta más completa.

4voto

Dillie-O Puntos 16780

La luz es una onda; si usted se imagina un frente de onda pasa a través de una boya o un tubo/de la pierna de un muelle, la ola primer ser "bloqueado" por ella, pero con el tiempo se "apagan" en el otro lado y rellenar el agujero de la boya/pierna causado.

En la óptica nos solemos referir a efectos como estos que son el resultado de la forma de onda de la naturaleza de la luz bajo el término genérico de "difracción".

Aquí está una ilustración para demostrar este fenómeno; en su mente sustituir el bloque con un muelle de la pierna/boya de una de las olas con las ondas en el agua, o el bloque de los tubos y de las olas con las ondas de luz.

wave effects

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