意外观察

Quetelet戒指可能不是很稀有，但直到现在我还只看到人工制作的戒指。在网[1]，[2]，[3]，[4]中可以找到由于池塘或水坑表面上的灰尘颗粒或藻类引起的令人印象深刻的示例。

最近，亚历山大·别尔德尼科夫（Aleksandr Berdnikov）上传了三张尘土飞扬的镜子的照片，清楚地表明了这一现象：

图像（来源：Wikimedia Commons [A]，[B]，[C]）是在光源比摄像机更靠近镜子的情况下拍摄的（左图像大约一半），而手电筒则是相机的两倍。摄像头（中间），摄像头和灯光的距离大致相同（右）。

Aleksandr在对图片的评论中描述了手电筒与相机的相对位置；但是，只要知道相对距离，就可以从图像中推导出来。在右图中，可见光源和摄像机的镜像，因此布置清晰。其他两张照片仅显示了镜像的手电筒。但是，第一张图片右下角的暗区一定是光线的后面，因此它位于相机的右侧和下方，而在第二张图片中，肯定是相机的阴影遮挡了一部分右下角的，表示光线在左侧，在上方。在此阴影下以及下面，周围的环境有些反射。 （点击图片放大！）

从照片上可以看到，这些环是圆形的，但与电晕或金黄色的光环不同，它们不在光源的中心。

我首先要处理在平静的水面上像罗氏嗜铬菌这样的藻类（目前尚未见过）的情况。如Marko Riikonen [4]所示，“这种独特的藻类通过在其顶部形成茎秆而将自己与水面分离”。

颜色是由于来自光源的同一点并到达视网膜（或相机的传感器）的同一点但经过不同路径的光线的干扰所致。这两个干涉光束是：在水表面反射并随后被粒子（藻类）散射给观察者的光，相邻草图中的黑线以及首先被粒子散射然后被散射的光。被水面反射并最终到达观察者（白线）。

右侧的草图未按比例绘制，实际上，粒子（白色圆圈）及其镜像（浅灰色圆圈）非常靠近，以至于眼睛（或相机）无法分辨它们。

知道圆环是同心圆（我将在后面说明），找到中心的位置并不难。考虑穿过太阳镜像的最亮的圆，这是两条路径具有相同长度的所有点的轨迹。在此圆上容易找到的另一个点是在人头阴影下的反太阳点。圆环的中心仅在反太阳点和太阳像之间，位于观测者的最低点之下。

如果光源是接近的，则情况并非如此，与观察者到镜子的距离相当。现在必须考虑该点而不是反太阳点，该点只是被灯遮住了（相邻草图中的B），或者是观察者眼睛的阴影所在的位置（最右边的草图中的B）。如果由镜子上的灰尘产生，则仅在照明角度和视角（从法线测量）较小的情况下才能看到环。右边的一对草图说明了在这种情况下如何找到圆环的中心，还说明了当交换观察者和灯的位置时，镜子上的圆环没有改变。

下面的三张照片是用直径11厘米的小圆镜拍摄的。对于左灯和中灯，将一个小的白炽灯放置在离它约5 m的位置，而照相机则位于该距离的一半左右。这两幅图像仅在聚焦方面有所不同：如果将光源聚焦，则环会更明显，而不是玻璃上的颗粒。

下面的第三张照片是用2.5米的相机和有效距离80厘米的灯拍摄的。已经使用玻璃板将其光反射到镜子，因此“ B点”不会被灯罩遮盖。

为了显示彩色环是圆形的，我首先处理一个简单的案例……阅读更多

蜘蛛网上的光学效应已在此处[1]，[2]中进行了处理。在那里，主要重点是从后面照亮的球状网的粘滞线上看到的颜色。不粘的线在眼睛上显示的颜色不那么明显，但是最近我在Jackie Sones的博客“ The Bodega Head Natural History”中看到了一系列令人惊讶的糖果条纹的焦外焦点[3a，b，c ，d，e，f] ，这使我感到困惑。这是两个示例（经许可显示）：

为什么许多闪光雪茄状？难道不应该期望光泽的模糊图像到处都像线束一样宽，从而使形状或多或少是矩形的吗？

幸运的是，地窖蜘蛛提供了对此进行调查的可能性。可以获取雪茄形状的条纹高光，但结果似乎取决于相机。上面的照片是使用带有22.5×15毫米传感器的SLR相机拍摄的;我的相机传感器的尺寸为6×4.5毫米。

Phlangcus phalangioides（长形酒窖蜘蛛）的网的有光泽的股。左侧：股线略微偏离焦​​点，右侧：聚焦至无限远。

肉眼看不到，因为一个人不由自主地聚焦在一个人看的地方，然后大多数颜色消失了。但是，即使人们成功地聚焦在远处的背景上，附近还有一条闪闪发光的丝线，其色彩也不会像照片中那样美丽。利用照相机，容易散焦，此外，可以放大高分辨率图像的细节。数码相机的传感器越大，光圈越大，结果就越令人印象深刻。

当聚焦到无穷远时（可以说是太阳的一维镜像），高光仅是与线正交的细条纹。彩色条纹的宽度是太阳的表观直径，长度是散焦线的表观宽度（除闪烁外，在右图中没有看到）。股线越近，条纹越长。但是，如果将股线聚焦，则太阳的（一维）图像将变得模糊，并且在较长的拉伸中会看到光泽，这是由模糊的太阳的表观直径给出的。

颜色是由于丝线的表面不光滑，但略微起皱。如果没有聚焦，到达传感器某一点的光会来自股线附近的点，并且由于皱纹而行进的路径长度会有所不同。干扰会导致部分光谱消失，并增强其他部分。这被认为是颜色。

在写了关于露水的窗玻璃的文章之后，我再也没有看到如此多彩的金色。但是，当看着远处的路灯时，在窗玻璃上呼吸时，可能会看到非常相似的图像。在这种情况下，可以在一定程度上改变液滴的大小及其距离。以这种方式获得了以下图像。

由于只能呼吸一小部分窗户，因此产生的雾气不均匀。因此，不容易解释衍射图像。朝着雾化区域的边缘，液滴变得更小并且它们的距离增加。在相邻的图像中，最外面的区域是灰色的，这意味着散射的光是白色的，尽管是暗淡的。液滴是如此之小，以致散射角乘以液滴半径的乘积对应于小盘的衍射图像的中心区域。下面的小图片显示了通过黑色圆盘衍射计算出的颜色；比例尺给出偏转角（度）和半径（以微米为单位）的乘积。 （小滴和黑色圆盘的衍射图样的相似性已在其他地方得到证实。更多的内容可以在衍射部分中找到。）

朝着雾化区域的中心，液滴的尺寸增加，并且尽管散射角变小，但角乘以半径的乘积首先增加，并且颜色变为稻草黄色，棕褐色，然后是深紫色和深绿色。仍然更靠近中心，人们可能会期望颜色顺序会反转，因为上述产品再次减少，但是现在液滴的密度是如此之高，以至于由于短程相关性引起的干涉效应将被接管，并且之前的描述已验证。对于最小的散射角，几乎存在完全的相消干涉，灯的直接周围，即光环的中心是黑暗的，然后是环形的“光谱”，蓝色，然后是白色，然后是红色。在下文中，仅处理该中心区域。

值得注意的是，当继续在玻璃上呼吸以使雾的密度缓慢增加时，或者当先从雾的外部区域中观察然后向中心移动时，衍射图像如何发生变化。首先，有一个大的黑暗中心区域，周围是绿色的灰色，然后是黄色和红色。然后，几乎突然，圆环的半径减小并且它们的颜色也改变。

可以在右边的图像中看到。拍摄的照片不是从雾化区域的中心而是从照片的左侧看的，因此灯的图像右侧比左侧的水分更多。如果液滴的右侧更密，那么例如红色环的半径将比另一侧大，但是会更小！因此，相邻液滴之间的距离必须在那里较大，并且只有在小液滴结合形成较大液滴的情况下才有可能。现在，光谱范围从深蓝色到青色，几乎没有白色到带红色的接缝。 （单击可放大图像。）

以下四张图片显示了此过程的继续。越来越多的液滴聚结形成越来越大的液滴，相应地，灯周围的暗区会收缩，周围的彩色环也会收缩。

这些照片是在12月拍摄的。几天前，即现在的八月，我试图在视频中记录下来–但是颜色只是苍白，而戒指则不太清晰。显然，玻璃上的露滴在较高温度下不太均匀，这可能是由于蒸发造成的。明年冬天我会再试一次。

从酒店窗口的看法在机场的停车场。透过薄薄的窗帘，可以看到高光-在有光泽的车身，挡风玻璃或后窗上的阳光反射-被分解成衍射图案。右图显示了放大的细节。

下图：左侧的窗帘特写，图像宽度12毫米。右边是一张较旧的照片，同样是通过酒店的窗帘拍摄的。薄织物用衍射图案装饰大灯，但是由于光的大小，衍射图案不太明显。

以下图像于2017年2月在芬兰拉普兰的Äkäslompolo拍摄（67°36＆＃39; 26＆＃34; N，24°09＆＃39; 33＆＃34; E）。

UT 18，2:14 UT 18，2:20 UT 18，18:08 UT 20th，1:52 UT在上排图像的视觉印象中，可以感觉到（或猜到）淡淡的黄绿色调，在下一行中看到的颜色（明亮的人造光除外）对于眼睛是不可见的，只能看到灰色阴影。

在所有四种情况下，白点都设置为相同的值，即6500K，请参见前面的讨论。有关极光的更多详细信息，请参见有关原子光谱的文章。

CD的盒子躺在桌子上，照着灯。但是也有来自衍射的彩虹色！

此处已经展示了与透射光类似的效果，并且可以认为原因是相同的：“在注塑过程中，与模具接触的塑料可能会冷却，变粘并被过量吸收由较暖的内层。当接触到模具时，该过程就会重复，一次又一次地重复，最终导致光密度几乎接近周期性的调制。”

我不能说这仅仅是光密度的周期性变化，还是微观上有细微的凹槽或脊负责衍射。而且，从丙烯酸玻璃罩的正面和背面都有反射。因此，颜色也可能由背面的反射和体积中折射率的变化引起。

为了查看背面是否反射以及反射的程度有多大，我在背面的一部分上涂了黑色清漆。由于清漆的折射率非常接近丙烯酸玻璃的折射率，因此可以抑制反射。因此，在右侧图像的右上半部，我们仅看到顶面的反射，而在两个面的下方，反射变亮。请注意，除了亮度的不连续性之外，颜色也有轻微的变化。显然，上侧和下侧的光栅状结构并没有完全相关。

如果阳光恰好照射在一杯热茶上，则有机会看到颜色在表面散乱。无数微小的液滴盘旋在那里，形成快速变化的图案。

照片上的白色或彩色小块未显示液滴的实际大小，请参阅前面给出的菲涅耳衍射讨论。

显然，水会蒸发，但是一部分蒸汽会凝结形成雾气。雾滴的一部分被上升的蒸气和温暖的空气带走，但许多雾滴由于重力而停留在地表附近，但不与下方的水合并，因为它们不断收集向上的动量。冷凝在其上的水分子，而从其中蒸发的分子则向各个方向发射，因此没有净动量。是否还有其他机制起作用仍是一个悬而未决的问题。

最近的一项研究[1]显示，液滴的半径约为10μm，并且其在表面上方的高度估计约为10至100μm。液滴的大小非常均匀，并且取决于温度，在较冷的水上方，液滴较小。

当面对光线时，颜色最明显，只是避免看到太阳的耀眼反射。由于雾滴的散射，围绕太阳或月亮的虹彩云或日冕是众所周知的颜色示例，这些颜色很容易解释。现在这里的情况更加复杂。来自太阳的光（a）被液滴散射到眼睛，（b）被水表面反射，然后被液滴散射，（c）首先被液滴散射，然后反射到眼睛，以及（d）被水表面反射，然后散开，然后再次反射到达眼睛。所有这四种干扰射线都有助于看到相同的小光斑。

路径（b）和（c）是导致彩色的Quételet条纹的路径，这些条纹偶尔（但很少）在多尘的镜子或窗户上看到。液滴的散射改变了太阳光的光谱，沿着路径（b）和（c）的光的干涉再次改变了它，因此所得的颜色并不局限于在虹彩云或Quételet条纹中看到的颜色。据推测，沿路径（a）和（d）的光贡献很小，因为散射角大得多，因此散射强度比其他两种情况小得多。

根据在某些区域颜色平滑变化的事实，我们可以推断出那里的液滴＆＃39;尺寸几乎都相等，并且它们在表面上方的高度也相同。

的确，在热茶，咖啡（不含牛奶）或热水上，颜色几乎没有差异。上面的照片是用热水获得的，但是很多年前我第一次看到这些颜色时，早餐桌上的阳光普照，我的杯子里有茶。而且我注意到了另一个显着的效果：搅拌茶后，茶叶的小部分仍在杯子底部附近盘旋，而表面上的小气泡却没有。显然，在表面形成了非常薄的薄膜，该薄膜没有跟随下方的流体运动，而是粘附在杯子的边缘。这种膜是否显影取决于茶的种类和水的硬度。该膜不能防止蒸发和雾的形成，但是会减慢茶和悬停的水滴的运动。

移动后，我的早餐桌不再受阳光照射，多年以来我都没有看到这些颜色。但是最近看过的《今日光学图片》“ OPOD”让我想起了它们。

[1]梅隆贵弘，大田雅彦，中西Hiizu，市川雅俊： 热水表面上的微滴动力学。 科学报告（自然）5（2015）8046 这不是物理作用，而是生理作用。橘子和橘子通常以鲜红色的网兜出售。这影响了水果的感知颜色，使它们看起来更具吸引力，并且是Munker幻觉的实际应用。

在右边的图像中，从网中取出的橘子比附近的橘子看起来更浅，更黄，而在左边的照片中则看不到差异。

在下面，您可以看到同一张照片被不同颜色的网格“覆盖”了六次。显然，网的红色是一个不错的选择。

有时，只要太阳在背后，蜘蛛网就会闪烁着鲜艳的色彩，尽管背景很暗，但碰巧的是。这种情况可能仅持续几分钟。

银边扇形蜘蛛Zygiella x-notata的网。根据视角的不同，会出现不同的颜色。

在照片中，如果卷筒纸稍微不在焦点上，这些颜色将呈现最佳效果，否则当股线过度曝光时它们会褪色。但是，此外，如果将这些线束对准焦点，则部分颜色会消失，因为所有到达传感器某一点的光线都已经通过了相同的光程长度，并且对所有波长产生相长干涉。如果没有聚焦，则到达传感器某一点的光线来自绞线的一些不同部分，并且可能造成相消干涉。

一条灰色的云层带有白色边框，遮盖了阳光，蓝天和另一侧暗黑的树木和灌木，映衬在运河的波浪中。

这以及下一张图片让人联想到抽象绘画或绘画。要查看第二张照片的拍摄方式，请单击其右侧的缩略图。

这不是罕见的景象：在阳光明媚的日子里，道路上似乎反射了很远的水坑，但是距离越来越近，它们消失了。在沙漠中，地面附近暖空气的类似反射可能会导致远处湖的幻觉。

通常会看到同一对象的多个镜像，在大多数情况下会被扁平化。经过仔细检查，人们可能会发现上下颠倒的图像和平直的图像会交替出现。

多个图像是由于以下事实：道路不是理想的平坦道路，而是略微呈波浪状，并且细小的反射

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