從紗窗網眼大小到小兒辯日
——生活中的視角現象

石亞東

(保定市蓮池區教育和體育局 河北 保定 071000)

1 紗窗的網眼有多大？

紗窗網眼是方的，使用毫米刻度尺進行測量，每個網眼平均邊長約1.5 mm，樓房窗戶的格子寬約34.5 cm，假設前后樓的間距是23 m.如果透過紗窗網眼看后樓的窗戶，紗窗的網眼兒也隨之投射到后面樓的窗戶上，后面樓每個窗戶格子從寬度上看大約有紗窗的2.3個網眼兒，如此說來，紗窗的網眼兒又有多大呢？計算一下就知道，邊長15 cm，這個數值比在紗窗上量大了100倍.

2 為什么會這樣？

我們知道，對于同一個物體，在遠處看起來小而在近處看起來大，這在物理學上來說是“視角”所致，視角就是物體對人眼的張角，同一個物體，在遠處視角小，物體在眼底成像小，看起來就小；而在近處視角大，物體在眼底成像大，看起來就大.即對同一個物體是“近者大而遠者小”，視角不同.

視角現象不單是物理過程，它還是生理過程和心理過程，如果有兩個物體視角一樣大而遠近不同，看起來離我們遠的那個物體大而離我們近的那個物體小.即對視角一樣的兩個物體是“遠者大而近者小”.這恰恰是前面提到的“紗窗網眼兒”現象，形成了“遠者大近者小”的視覺判斷.與此類似的現象并不少見，耳熟能詳的“小兒辯日”的故事就是.

3 為什么太陽看起來早晚大而中午小？

多數人認為：早晚陽光穿過的大氣層較厚，大氣的折射形成了類似凸透鏡的作用，也就是放大鏡的作用，因而太陽看起來早晚大而中午小，這種說法對嗎？放大鏡是“視角放大”，只要我們對太陽早午晚的視角進行測量就能判斷其正誤.

可以用照相機對太陽進行拍攝，然后對放大的照片進行測量，用相機焦距的尺寸進行了計算，結果所有照片，不分早、午、晚太陽的視角都是相同的.說明日出、日落，或者中午前后太陽在眼底的成像大小是相同的，也就是說，看起來太陽是大、是小只是主觀的視覺現象，與大氣折射無關，太陽看起來早晚大中午小，是大氣折射透鏡的說法不能成立.

對太陽早晚大中午小與氣象學上的“云量計算”有相通之處.我們都有這樣的感覺，天空就像扣著的一口大鍋，豎直方向尺度小，而水平方向尺度大，如果按照我們的感覺，在天空中選擇一個視高度角為45°的點，然后再實際測量一下發現實際的高度角只有約22°，這種現象稱為“天空視扁度”.

天空看起來就像一個巨大的半橢圓形的幕布，氣象學上稱之為“天幕”.我們感覺太陽就掛在這個“天幕”上，雖然早晚和中午太陽的視角都一樣，但是由于早晚太陽掛在較遠的“天幕”上，而中午掛在較近的“天幕”上.視角一樣大，則“遠者大而近者小”.我們的直觀感覺就是早晚太陽比較大，而中午太陽比較小.

同樣的現象還有：電線桿躺著放比豎著放顯得長，飛機在頭頂上比在地平線附近顯得小，人在樓房頂上比在地面上顯得小.“天幕”是如何形成的，和霧天、黑夜開車總是覺得慢可能是一個道理.蒼茫之中的黑夜、大霧，看不見標志，視覺距離就會變小.在這種環境下，開車就會覺得慢，這是容易出事故的原因之一.“天幕”豎直上下近，和黑夜、大霧一樣，沒有參照物，視覺距離就會變小.而水平方向參照物多，視覺距離就會較遠，“天幕”的視覺現象因而形成.