有一首有名的民歌叫做《月亮走我也走》

那麼

爲什麼說月亮走,我也走呢?

夜晚的月亮似乎總是跟着我們走,一直陪伴着我們,照亮夜路。很多人都知道,當我們向前運動時,周圍的物體應該是相對於我們向後運動纔對。

那麼,到底是什麼原因造成了“月亮走,我也走”這種現象呢?又是在什麼樣的條件下才會出現這樣的現象呢?

在物理學中,我們把一個物體相對於另一個物體的位置變化叫做相對運動。在我們研究問題的短時間、小範圍內,月球繞地球公轉的距離可以忽略不計,可以認爲月亮相對與地面及地面靜止的物體是靜止的。那麼,在人前行時,以人本身爲參照物,月亮應該是向後退,而非跟着人走。

因此,要解釋月亮跟着人走的現象不僅需運用物體的相對運動原理,還應考慮到視覺效應。

我們之所以能看到物體相對於自己發生了移動,是因爲當物體相對於我們發生運動時,它的反射光線進入眼睛的角度會發生變化,而且角度變化得越快,我們看到的物體運動得就會越快,我們把這個角度差叫做視角差。人的眼睛有個反應時間,如果物體在反應時間內運動所產生的視角差小於原視角差時,人的眼睛就會認爲物體相對於自己是靜止不動的。

而且,人看到的物體大小和運動,與物體在人眼的視網膜上所成像的大小和位置變化有關。同樣大小的物體,離人越遠,在視網膜上的成像越小,看上去也就越小。如果眼前物體在視網膜上所成像的大小和位置沒有發生變化,人便會覺得該物體相對於自己是靜止的。

當人前進時,在短時間內,距離我們甚遠的月亮反射的光在人眼的視網膜上所成像的大小、位置都幾乎不會變化。這樣,大腦根據長期的生活經驗,認爲月亮與人是相對靜止的。因此,無論人是停下來,還是行走,走得快,還是走得慢,看到的月亮都是與自己相對靜止的。人走路時若以經過的一棵樹作爲參照物,那麼當人看到自己走過這棵樹時,便會覺得月亮也跟着自己走過這棵樹了。

這便是所謂的“月亮走,我也走”的原因了。

作者:肖智文

本作品爲“科普中國-科學原理一點通”原創

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