从纱窗网眼大小到小儿辩日——生活中的视角现象

石亚东

(保定市莲池区教育和体育局 河北 保定 071000)

1 纱窗的网眼有多大？

纱窗网眼是方的，使用毫米刻度尺进行测量，每个网眼平均边长约1.5 mm，楼房窗户的格子宽约34.5 cm，假设前后楼的间距是23 m.如果透过纱窗网眼看后楼的窗户，纱窗的网眼儿也随之投射到后面楼的窗户上，后面楼每个窗户格子从宽度上看大约有纱窗的2.3个网眼儿，如此说来，纱窗的网眼儿又有多大呢？计算一下就知道，边长15 cm，这个数值比在纱窗上量大了100倍.

2 为什么会这样？

我们知道，对于同一个物体，在远处看起来小而在近处看起来大，这在物理学上来说是“视角”所致，视角就是物体对人眼的张角，同一个物体，在远处视角小，物体在眼底成像小，看起来就小；而在近处视角大，物体在眼底成像大，看起来就大.即对同一个物体是“近者大而远者小”，视角不同.

视角现象不单是物理过程，它还是生理过程和心理过程，如果有两个物体视角一样大而远近不同，看起来离我们远的那个物体大而离我们近的那个物体小.即对视角一样的两个物体是“远者大而近者小”.这恰恰是前面提到的“纱窗网眼儿”现象，形成了“远者大近者小”的视觉判断.与此类似的现象并不少见，耳熟能详的“小儿辩日”的故事就是.

3 为什么太阳看起来早晚大而中午小？

多数人认为：早晚阳光穿过的大气层较厚，大气的折射形成了类似凸透镜的作用，也就是放大镜的作用，因而太阳看起来早晚大而中午小，这种说法对吗？放大镜是“视角放大”，只要我们对太阳早午晚的视角进行测量就能判断其正误.

可以用照相机对太阳进行拍摄，然后对放大的照片进行测量，用相机焦距的尺寸进行了计算，结果所有照片，不分早、午、晚太阳的视角都是相同的.说明日出、日落，或者中午前后太阳在眼底的成像大小是相同的，也就是说，看起来太阳是大、是小只是主观的视觉现象，与大气折射无关，太阳看起来早晚大中午小，是大气折射透镜的说法不能成立.

对太阳早晚大中午小与气象学上的“云量计算”有相通之处.我们都有这样的感觉，天空就像扣着的一口大锅，竖直方向尺度小，而水平方向尺度大，如果按照我们的感觉，在天空中选择一个视高度角为45°的点，然后再实际测量一下发现实际的高度角只有约22°，这种现象称为“天空视扁度”.

天空看起来就像一个巨大的半椭圆形的幕布，气象学上称之为“天幕”.我们感觉太阳就挂在这个“天幕”上，虽然早晚和中午太阳的视角都一样，但是由于早晚太阳挂在较远的“天幕”上，而中午挂在较近的“天幕”上.视角一样大，则“远者大而近者小”.我们的直观感觉就是早晚太阳比较大，而中午太阳比较小.

同样的现象还有：电线杆躺着放比竖着放显得长，飞机在头顶上比在地平线附近显得小，人在楼房顶上比在地面上显得小.“天幕”是如何形成的，和雾天、黑夜开车总是觉得慢可能是一个道理.苍茫之中的黑夜、大雾，看不见标志，视觉距离就会变小.在这种环境下，开车就会觉得慢，这是容易出事故的原因之一.“天幕”竖直上下近，和黑夜、大雾一样，没有参照物，视觉距离就会变小.而水平方向参照物多，视觉距离就会较远，“天幕”的视觉现象因而形成.