Warum kann ich sehen, dass meine Finger verbunden sind, obwohl sie sich nicht berührt haben?

Es gibt drei Effekte, die beteiligt sein könnten:

1. Beugung und Interferenz von Licht, das hinter Ihren Fingern kommt, wenn es auf den schmalen Raum zwischen Ihren Fingern trifft (Einzelspaltbeugung):

   

   (Quelle: http://labman.phys.utk.edu )

2. Parallaxe: Ihre Pupille hat einen Durchmesser von etwa 4 mm und daher kann jeder Teil ein etwas anderes Bild sehen als ein anderer (ähnlich wie wenn Sie zwei Finger sehen, wenn Sie einen mit zwei offenen Augen betrachten, aber viel weniger auffällig).

   

   (Erstellt von Shanker Pur – Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported )

3. Beugung des Lichts, das von jedem Ihrer Finger reflektiert wird (ich hatte dies als mögliche Antwort in den Fragendetails gepostet und jetzt hierher verschoben). Wenn Licht von einer Punktquelle einen schmalen Spalt passiert, haben wir eine Einzelspaltbeugung (im Bild oben gezeigt); Wenn nun Licht durch eine kreisförmige Öffnung (z. B. eine Pupille) fällt, passiert ungefähr dasselbe, aber das Beugungsmuster besteht aus kreisförmigen Ringen:

   

   (Foto aus Cagnet, Francon und Thrierr, Atlas of Optical Phenomena , Springer-Verlag, Berlin, 1962.)

   Stellen Sie sich nun vor, Sie haben zwei Punktquellen mit ihren Beugungsmustern nahe beieinander. Wenn die beiden Quellen sehr nahe beieinander liegen, werden die Beugungsringe nicht unterschieden und es wird unmöglich, die beiden Quellen aufzulösen:

   

   (Foto aus Cagnet, Francon und Thrierr, Atlas of Optical Phenomena , Springer-Verlag, Berlin, 1962.)

   Der kleinste Winkel, den Sie unterscheiden (auflösen) können, bekannt als Rayleigh-Kriterium, (berechnet aus den obigen Argumenten) ist gleich 1,22*Wellenlänge/Durchmesser der Blende

   Genau das gleiche kann mit Ihren Fingern passieren.

Es ist leicht festzustellen, dass der erste Effekt keinen signifikanten Effekt hat: Gehen Sie einfach in einen dunklen Raum und richten Sie eine Taschenlampe von vorne auf Ihre Finger, was bedeutet, dass kein Licht von hinten kommen würde; Sie werden sehen, dass Sie immer noch die Atmosphärenschichten sehen können!

Nun zum zweiten und dritten Effekt:

Die Beugung vom Licht Ihrer Finger an Ihrer Pupille kann berechnet werden aus: θ ∝ 𝜆/D (oben erklärt); während die Winkeldifferenz aufgrund der Parallaxe berechnet werden kann aus: θ ∝ D. Mir wurde klar, dass der Atmosphäreneffekt (!) auftritt, wenn Ihre Augen nicht auf Ihre Finger gerichtet sind. Wenn Sie auf Ihre(n) Finger fokussieren (was bedeutet, dass der Durchmesser Ihrer Pupille abnimmt), scheinen sowohl die Atmosphären- als auch die Brückeneffekte nicht aufzutreten. Dies lässt sich leicht durch Parallaxe erklären (wie durch seine Formel gezeigt), aber wenn es wegen der Beugung wäre, hätten sowohl die Atmosphären- als auch die Brückeneffekte stärker werden müssen (wie wiederum durch seine Formel gezeigt). Daraus können wir schließen, dass Atmosphäre und Brücke durch Parallaxe verursacht werden, obwohl dies nicht erklären würde, warum wir mehrere Schichten sehen!

Letztendlich weiß ich nicht genau, was die Ursache ist (vielleicht ist es etwas ganz anderes, das ich nicht bemerkt habe), aber ich kam zu dem Schluss, dass es nicht die Beugung des Lichts ist, das zwischen den Fingern hindurchgeht (oder zumindest seine Wirkung kaum wahrnehmbar ist). ).

Ich habe das Fingerexperiment gerade ausprobiert. Ich kann den von Ihnen erwähnten Text nicht damit in Verbindung bringen, also ist es besser, auf andere Antworten zu warten. Nachdem ich das gesagt habe, ist mir gerade etwas klar geworden. Wenn sich Ihre Finger in der Region, durch die Sie beobachten, tatsächlich nicht berühren, ändert sich die Dicke der Dunkelheit, die einen Finger mit dem anderen zu verbinden „scheint“, wenn Sie Ihren Kopf ein wenig bewegen, während Sie dieselbe Lücke beobachten. Meine Vermutung ist, dass die Lichtwelle an Ihren Fingern so gebeugt wird, dass sie an der Ausgangsposition Ihres Auges destruktive Interferenz verursacht, sodass es so aussieht, als wären viele dunkle Bänder nebeneinander zwischen Ihren Fingern platziert. Wenn Sie Ihren Kopf etwas seitwärts bewegen, werden Sie sehen, wie einige dieser dunklen Streifen verschwinden, wodurch die Region zwischen den Fingern klarer erscheint. Dies scheint mir ein normaler Fall von Beugung zu sein. Allerdings kann ich sehr falsch liegen.