影子是如何产生的,影子是怎样产生的简短

很多人不理解影子的速度超光速这件事。

咱们先来严格的计算一下，再来解释它的意义。

假想有一个点光源，处于一个球形玻璃罩A（半径为 ）的中心处，光透过玻璃罩射到一个半径更大的不透光的球壳B（半径为 ）上。

设玻璃罩上有一个挡光点C，它以速度 沿A的表面从左向右移动，这就会导致球壳B上投射的影子跟着移动，那么影子移动的速度是多少呢？

假设C移动了

根据几何关系可知，影子移动了

显然，影子的移动速度就是

只要 足够大，影子的速度 就可超光速。

一匹马跑过一盏灯前，假想远处墙面被推至月球，那么它在月球上投射的影子移动的速度将会超光速。

有的人可能觉得这个计算没有考虑光速的有限性，因为光被挡住之后，并不是立刻在B上对应的点形成影子，而是需要等待 的时间！

所以，影子完成移动的实际时间是

故影子的速度应为

没错！这样考虑当然更严谨。

代入 到 的表达式中，得

故影子移动的速度 为

与前面纯几何方法结果一致。

根据互补思想，影子移动可看作亮斑反向移动 。所以上述过程中相当于亮斑从右往左移动，其速度与影子速度反向，但大小一样。

再看一个例子。

考虑一个激光灯，它可快速改变瞄准方向。将它置于一个半径为 的球壳的中心处。

设某时刻，激光灯转过 角，忽略激光灯转动所需时间。球壳上的光斑移动 所需时间，正好是光从球心抵达球壳所花时间，即 。

故球壳上光斑的移动速度为

显然，只要 ，就超光速了。

经过上述计算，影子或光斑可超光速移动这件事，你应该不会再怀疑了吧！

然而，为什么这些情形却并不违反相对论呢？

最简单的回答是： 因为这种运动的并不是能量（物质）或信息的运动，而只是一种 表观运动 。

所谓表观运动，意思是指，它只是一种视觉上的虚假运动，不是物体的真实运动。

例如，动物奔跑、飞机飞行、河水流动、光照射和天体运动等，都是物体的真实运动，其速度即物质（能量）移动的速度。

而像阴影和光斑的移动，没有涉及物质的运动，是一种虚假的运动。

这一点非常容易理解！

例如，当你晃动手电筒时，虽然投射到墙上的亮斑的确在移动，但光斑内的物质——墙体物质分子也好，亮斑中的光子也好，其实都还在原地—— 虽然光子可能会被吸收或反射，但它们绝对没有随着光斑移动到下一个位置 。