Warum erscheint ein Objekt mit einem kleinen Loch tagsüber dunkel? Warum füllt das Sonnenlicht nicht den umschlossenen Raum und lässt das Loch in der Farbe der Innenwände erscheinen?
Lange Rede kurzer Sinn: Weil Punkte im Loch nicht sehr viele helle Dinge sehen können, die sie beleuchten könnten.
Gegenstände im Raum werden tagsüber von der Sonne beleuchtet, wenn sie eine direkte Sichtverbindung zur Sonne haben. Diese sonnenbeschienenen Objekte empfangen eine große Anzahl von Photonen von der Sonne. Sie absorbieren einen Teil davon und geben den Rest in alle Richtungen ab. Diese "sekundären" Lichtstrahlen treffen auf andere Objekte und beleuchten sie, aber weniger als die Sonne beleuchtet die sonnenbeschienenen Objekte aufgrund dieser Absorption. Diese Objekte absorbieren auch Licht und emittieren den Rest usw.
Die "Helligkeit" eines Objekts basiert auf der Gesamtzahl der Photonen, die es treffen. Wenn wir alle primären, sekundären, tertiären usw. Strahlen addieren, können wir sehen, wie hell jeder einzelne Punkt sein wird.
Wenn Sie ein Loch haben, ist es schwierig, dort Licht hineinzubringen. Wenn Sie an die Perspektive eines Punktes in dem Loch denken, wird er von allen Strahlen aus dem Raum beleuchtet, die diesen Punkt treffen können. Nur sehr wenige davon kommen von außerhalb des Lochs. Wenn Sie in die meisten Richtungen in das Loch schauen, sehen Sie eine der anderen Wände des Lochs. Das bedeutet, dass die Beleuchtung aus den meisten Richtungen innerhalb des Lochs viele, viele Sprünge durchlaufen hat, um dorthin zu gelangen, wobei jeder das Licht verringert.
Wenn Sie ein Loch haben, das aus einem Material besteht, das sehr wenig Licht absorbiert, wie z. B. weißes Styropor, werden Sie feststellen, dass die Verdunkelung des Lochs sehr gering ist. Dies liegt daran, dass bei jedem Aufprall weniger Licht absorbiert wird, sodass das Licht mehr Möglichkeiten hat, Wege zu nehmen, die zu jeder Ecke oder Ritze innerhalb des Lochs führen.
Möglicherweise bemerken Sie auch hier einen interessanten Farbeffekt. Wenn Sie in Ihrem sehr weißen Loch eine grüne Wand streichen, wird das gesamte Loch grün aussehen. Dies liegt daran, dass viele der Pfade von der grünen Wand abprallen und nicht grünes Licht absorbieren. Das Licht, dem es gelingt, viele Male abzuprallen (und somit das Loch effektiv zu beleuchten), wird die grüne Wand meistens mindestens einmal getroffen haben, wodurch das gesamte Loch grün wird.
Einen ähnlichen Effekt sieht man, wenn man einen farbigen Gegenstand an eine weiße Wand hält. Sie werden sehen, dass die Wand die Farbe des Objekts annimmt. Dies wird als „ diffuse Reflexionen “ bezeichnet.
Flache Löcher sind bei Tageslicht gut beleuchtet.
Ein Grund, warum „ein Loch“ dunkel ist, besteht darin, dass ein tiefes Loch viel mehr Oberfläche als die Öffnungsfläche hat und nur Licht, das auf die Öffnung scheint (proportional zur Öffnungsfläche und zur Beleuchtung), diesen Bereich (Lochbodenbereich) beleuchtet plus Seitenwandbereich). Im Durchschnitt ist die Helligkeit des Lochs also die des Materials multipliziert mit dem Verhältnis der Öffnungsfläche zur Öffnung plus Seitenwand.
Für ein 1/4-Zoll-Zylinderloch mit einer Tiefe von 1,5 Zoll beträgt dieses Verhältnis 1:7
Ein zweiter, trivialer Grund dafür, dass Löcher dunkel sind, besteht darin, dass man ein solches Loch oft untersucht, indem man Licht darauf richtet und direkt nach unten schaut. Leider blockiert Ihr Kopf jedes direkt nach unten gerichtete Licht. Das Licht wird also von der Seite eingestrahlt und beleuchtet direkt nur die Seitenwand des Lochs; Sie sehen das nicht, weil Ihr Betrachtungswinkel auf dieser Seite liegt.
Benutzer1583209