能問乙個關於光的問題嗎？

1樓：

你可以去學習一下計算機圖形學

嗶哩嗶哩搜尋games101

學習輻射度量學即可得到理解

（核心原因是radiance不隨距離衰減）

2樓：菠菜東

先貼結論，因為人眼對光源成像，亮度不會因為距離變遠而變低，但是我們日常感知到的環境亮度，會因為光源變遠而變暗(當低於我們的感知閾值之後則可以看作超出了光源照射範圍)

這是乙個很好的光度學問題，也是應用光學的基礎知識之一。如果把環境簡化為單個光源，我們可以分別分析一下光源在我們眼睛裡成像的亮度和周邊環境的亮度。

首先是光源成像的亮度：

這裡先引入幾個概念：

光通量（φ）：光通量用於衡量光源在單位時間所發出的光能量，其區別於我們常說的電磁波輻射功率之處，在於其針對不同波長的可見光對人眼視覺的刺激程度進行了換算，因此相較於能量功率的單位瓦特（W，即焦/秒），光通量引入了新的單位流明（lm）來更好的表示我們人眼對光線的感知。

光照度（E）：光照度用於衡量單位面積所接收到的光通量，單位是勒克斯（lux，即流明/平方公尺），在下圖中被照射面的光照度可表示為光源C照射到面積元的光通量dφ與面積元dS的商，即

光亮度（L）：光亮度用於表徵單位面積大小的光源在單位大小的立體角中所釋放出的光通量，單位是尼特（nit，即流明/立體角·平方公尺），是購買手機、電視等3C數碼器件時對螢幕亮度進行評價的常用單位。

以上圖為例，假設單位光源C發出的光亮度為L，那麼面積元所接收到的光通量φ則為，而被照射平面的光照度E即為

手畫的，有點渣，見諒

因為透鏡是有大小限制的，就如同我們的瞳孔，其限制了光束的射入與射出，因此我們將其對於入射的一方（物方），稱其為入瞳；對於出射的一方（像方），稱其為出瞳（入瞳與出瞳在複雜的成像系統中並不一定重合，這裡不深究）。

物體發射的光進入到入瞳

省略掉繁瑣的積分過程，對於光軸上我們所描繪的光源所發出的光通量，被我們人眼所接收到的可表示為：，其中U是物到入瞳的半孔徑角，角度越大也就表示有越多光線被人眼獲取了（當我們進入黑暗環境下，瞳孔會擴大，隨之半孔徑角也會變大）

在這裡我們忽略傳輸過程中的能量損失（比如被空氣等介質吸收等），那麼對於成像面（如視網膜），可以得到光照度大小：，這裡的β是橫向放大率，也就是我們視網膜上像的高度和實際物體高度的比。

這裡再結合一點簡單的幾何近似：

當d1和H都不變，且d2很大時，我們可以把近似為乙個常數k，因此當光源離我們較遠時，我們人眼上得到的來自光源的光照度，也就是和光源的光亮度成正比，和距離無關，乍一看可能有點反常識，但是可以回想一下，我們晚上從遠處看到的燈牌，難道會比走近以後看更暗嗎？

因此，直到光源已經遠遠離開到我們人眼感知不到其大小之前，其照度（也就是我們感知到的光源亮度）可近似看做不變的，也就是題目中所提到的

我們站在離光源很遠的地方（不是無窮遠），黑暗處卻能夠看到光源發出光，而且很有可能清楚地看清光源所發射出的光照射出的物體

至於為什麼光源離我們更遠以後，周圍環境也變暗了，之後再來更新一下

3樓：

跟你眼睛的感光能力有關，如果1公里你還能看到燈光，那麼2公里呢，是不是減弱了？10公里呢（無遮擋）是不是就看不到了？

普通光源在空間中是發散的，隨著距離的增加，單位面積的照度是反比倍數的減小的。

4樓：公升F調練聲

你的意思是：既然是黑暗處，意味著燈光的光線已經衰退到很小，既然很小，就不應該被我們看見，可是實際上我們還是看見了燈光，說明燈光並沒衰減到看不見的程度。那為什麼周圍還那麼黑暗？

首先，燈光的確沒衰減到看不見的程度，所以我能看見燈光

其次，光線是直線傳播的，只有你正對著燈時才能看見燈。如果你把燈幾乎全擋住，只留下一小洞，你只能對著小洞才能看見燈

但是為什麼開著燈，周圍會都亮起來？因為在沒有東西擋住燈時，燈光是向四周都發射光線的。當你用手電筒或者雷射筆照射時就只有一小圈（當手電筒時）或一小點（雷射筆時）的光亮

可是為什麼稍微檔一下燈，四周仍然亮著？沒啊，擋住的背後留下了陰影就說明光線沒照到陰影的地方。

但是陰影的地方也不是全黑呀？因為空氣對光有散射作用，把其它地方的光的一部分散射到了陰影處，另外其它物體多多少少也會反射光

還有更多為什麼嗎？

5樓：境者無界

沒有範圍啊！理論上能照射到無窮遠，只是照度（單位面積通過可視光子的數量）隨距離越來越小。是人眼對光的識別能力有範圍，小於某個照度視網膜就感知不到了。