太陽光是不是平行光？
Taiyang guang shibushi pingxingguang
在中學(xué)地理教學(xué)中，我們通常把太陽光看成是平行光，以便于對地球公轉(zhuǎn)的地理意義展開“研究”。那么，太陽光是不是平行光？太陽光為什么可以被看成是平行光？有沒有其他的平行光？不知諸位是否思考過這類問題，又是否有自己的答案。今天勤哥和大家分享一下我對這個問題的思考和答案。
1太陽光是不是平行光？
在宇宙中，作為一個發(fā)光的球體，很明顯，太陽光向西面八方輻散，它發(fā)射出的不是平行光。就一個光源來講，平行光應(yīng)該來自一個平面的發(fā)光。所以，太陽光不是平行光。
以日食為例。如果太陽光是平行光，那么日食時的光線見圖1所示。
而實際的日食情形是圖2所示。
如果太陽光是平行光，那么就不會出現(xiàn)半影區(qū)和偽本影區(qū)。
2太陽光為何可以看成平行光？
那么，我們的問題來了：為什么通常我們把太陽光看成是平行光？
可以做這樣兩種解釋：
第一種：太陽半徑約為696300千米，地球半徑約6371千米，日地距離約為1.5億千米。由于日地距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于太陽的半徑，因而，對于人眼來說，日面的張角大小約為31′58″，差不多相當(dāng)于一枚5分的硬幣（直徑2.4cm）放在離眼睛2.6m遠(yuǎn)處見到的情況。也就是說，地球上的人所觀察到的太陽光之間的最大夾角也只有31′58″。這么小的夾角，我們是可以將其近似地看成是平行光。
但是，這個小小的夾角我們依然可以在地面感覺到它的存在。
如果我們仔細(xì)觀察地表物體的影子，我們會看到物影邊緣的細(xì)小虛化。如果是在平行光的照射下，地表物體將呈現(xiàn)出如圖3的情形。而由于太陽有31′58″的張角，所以我們看到的物體日影常常有一細(xì)小的虛化邊緣，如圖4。
但由于太陽的張角很小，虛化的陰影也就很小，所以，日常看到的圖4物影和圖3接近，所以，我們把太陽光也就看成是平行光。
第二種：太陽半徑約為696300千米，地球半徑約6371千米，相對于地球來說，太陽半徑約為地球半徑的109倍，所以，對于地球來說，太陽表面可以近似的看成是一個平面。就像人與地球表面，在我們看來，地表也是平的。也就是說，在宇宙中，相對于地球而言，太陽是無比巨大的，太陽的表面相對于地球而言，就如一個平面。它發(fā)出的光就類似于平行光。
這個解釋雖然十分形象，但并不是很準(zhǔn)確。因為正如前述，由于日地距離太遠(yuǎn)，以至于我們看到的太遠(yuǎn)只是一個"小圓盤"。但這樣換一個視角卻也可以做如下解釋：從太陽的角度來看地球，根據(jù)日地距離和地球半徑，可以計算出，從太陽發(fā)出的光，照射到地球上的最大張角約為：sin(張角)≈1/23000，這個角度如此的小，以至于我們完全可以看作為零，因此對于人眼看來，任何兩根太陽光線之間的夾角均為零，即看起來太陽光是平行的。
將兩個視角的解釋綜合起來，我們可以看出，日地距離遠(yuǎn)，應(yīng)該是讓太陽光可以被看成平行光的一個最為主要的原因。也就是說，如果一個天體距地球足夠遠(yuǎn)、光線足夠亮，那么它的光都可以看出是平行光。當(dāng)然，如果兩天體靠的很近，發(fā)光天體比另一天體足夠大，那么對另一天體而言，這也是平行光。當(dāng)然，這個現(xiàn)象時無法出現(xiàn)的，因為天體之間的引力不允許兩個體積差距如此巨大的天體靠的如此的近。
3還有其他類似平行光嗎？
行文至此，這個問題就很好回答了。
有，比如月光。因為兩者的距離也有足夠遠(yuǎn)，即使，月球只是反射了太陽光。同時我們經(jīng)常說“月亮走，我也走”，也說明了只有類似的平行光才會出現(xiàn)這樣的情形。
如果各位看官有你自己的想法，可以留言交流。
