立場新聞 Stand News

答小朋友問:為什麼月亮會跟著我們走?

2017/9/1 — 20:06

上月下旬,先後受兩熱帶氣旋襲擊。其中「天鴿亅的破壞尤其厲害,最近距離六十公里是香港的大幸,但正面吹襲澳門卻是後者的不幸。澳門發出風球比較香港延遲了約兩小時,因為相對香港,澳門是在風暴的下游。我的前任和一些傳媒評論者亦已指出,澳門遇上的災難與氣象警報延遲無直接關係。發出高風球未幾已出現的水浸、停電,斷不會因多了區區兩小時而情況有所改觀。一字記之若「人」。澳門是我出生地,感同身受,有機會再談。

言歸正傳。小朋友有時提出的問題,十分簡單,大人卻未必能夠即時回答。以下是幾個例子。

1) 為什麼月亮會跟著我們走?

2) 為什麼晚上走路時,影子會時大時小?

3) 為什麼海浪與海岸線是平行,而不是垂直的?

4) 為什麼濕泥比乾泥較深色?

廣告

嘗試作答,不過要先說清楚,是目前的解釋,因為科學不斷發展,將來說不定有不同的解釋。

1)   為什麼月亮會跟著我們走?

廣告

我們晚上走路或坐車,看見身旁的街燈、樹木會不斷的往後走 ,天上的月亮則一動不動,跟著我們走。可以用我們與物件之間的角度來解釋 (即我們與物件之間的直線與地平線形成的角度) 。隨著身旁的街燈、樹木往後走,角度由大變小。但月亮距離我們十分遠,與我們之間的角度基本上不變,便有了跟著我們走的印象。

2)   為什麼晚上走路時,影子會時大時小?

有街燈的地方便有影子。走路時,我們與街燈之間的角度會不斷變化,而光線是走直線的,所以影子變得時大時小。早於中國戰國時代,墨子談到光線成像時說 : 「光之人,煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景於上;首蔽上光,故成景於下。」 意思是,光線射在人身上,源自發光體向四面發射。由下方射出的光成像於上,上方則反在下。用頭或腳分別掩蔽光源,效果相同。

3) 為什麼海浪與沙灘是平行,而不是垂直的?

海水未到沙灘之前,先要通過海灣入口。海灣入口處,近岸的水淺,離岸的水深。水淺意味著貼近海底,海水遇到的阻力(與海底之間的摩擦力) 大,水流於是慢了下來。

水深的地方則相反,遇上的阻力較小,水流得較快。所以,儘管海浪未進入海灣口前,相對於沙灘是垂直的,離海灣口較遠的水會比較近的水跑得快,終會趕上(好像儀仗隊拐彎,外面的比內面的走得快),海浪於是由垂直變為平行。(其實,日久有功,海水沖擊與海灣及沙灘的形成,有莫大關係,是因也是果。)

4) 為什麼濕泥比乾泥較深色?

水是沒有顏色和透明的,所以為何濕泥比乾泥較為深色?是不是因為水比空氣吸收較多光線?沒這麼簡單。看下圖,你能夠分辨那一個水桶是空的,那一個水桶是有水的嗎?



沒錯,濕泥看來較為深色是因為從裡面散發出來的光不多。但為何如此?其實,光的明暗,要看光線照射在沙粒上時引起的方向變化。

在水裡的泥沙,光的方向變動比在空氣小。下圖解釋濕泥與乾泥的分別:

可以看到,光要從濕泥裡走出來要走較長的路,路徑愈長,光被吸收的機會便愈大。因此,濕泥較乾泥深色。


最後,給大家一個刁鑽、也是小孩提出的問題:為何浪花是白色,而不是海水的顏色?


1-9-2017

參考:問題(4) 取材自香港天文台教育資源網頁,當年我寫的一篇短文。蒙天文台批准,複製了三張圖/照片,特此鳴謝。

作者博客

發表意見