只要光线受到物体遮挡,影子就会出现,其形状和大小随万物变化。但是,如果遮挡物本身也是光源,比如蜡烛的火苗或者熊熊燃烧的篝火,那么会出现什么情况?
首先,大多数火焰不只是光源而已。一团火焰通常包含多种物质:剧烈燃烧的碳氢化合物分子和氧分子,由此产生的二氧化碳和水蒸气,以及烟灰、烟雾、未完全燃烧的燃料等杂质。
人们通常以为火焰是黄色的,其实这是少量烟灰被加热发光后的呈色效果。这样的黄色火焰被称为发光焰,而存在多余烟灰的根本原因是氧气供应不足,燃料无法完全转化为二氧化碳。
不发光焰则是另一番光景。如果有充足的氧气,火焰就会更清洁(指没有烟灰),而且温度更高。火焰的颜色也会偏向蓝色,而不是常见的黄色。
事实上,火焰里的可见杂质越多(除了烟灰,还有雾化的蜡),你就越有可能看到火焰的影子。
当然,即使火焰很干净,同样可能出现某种形式的影子。这种影子往往很像模糊、晃动的水波,是高温气体分子在火焰内部翻腾跳跃的视觉表现。由于这些气体分子比周边空气热得多,它们会制造光线弯曲或者衍射的现象。
如果用光线比较暗的手电筒照射熊熊燃烧的篝火,你很难看到剪影的效果。如果想用肉眼看到火焰(或者任何光源)本身的影子,那么被这团火焰遮挡的光源就必须更加明亮——比如太阳。
物理学告诉我们,光束之间从不直接相互作用,不存在相互反射或吸收的情况。火焰无法像你我这样通过阻挡全部光线来制造影子。但火焰确实可以在一定程度上遮挡光线——而且由于一些超热气体分子的存在,有少量光线可能被反射或者衍射。
所以,利用较强的光束或者直射的太阳光去照射一团产生大量烟灰或者烟雾的发光焰,这样就能看到火焰的影子了。
(《参考消息》6.5)