آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
سایه و نیم‌سایه؛ اندازهٔ منبع نور چه اثری داره؟
چرا لبهٔ بعضی سایه‌ها تیزه و بعضی‌ها تار؟ اندازهٔ منبع نور و جای پرده رو عوض کن و ببین سایهٔ کامل و نیم‌سایه چطور تغییر می‌کنن.
آزمایش رو شروع کناز دکمهٔ اجرا شروع کن. برای هر مقایسه، بقیهٔ فاصله‌ها رو ثابت نگه دار و فقط یک نوار رو تغییر بده؛ شعاع سایه و پهنای نیم‌سایه رو بخون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
منبع بزرگ‌تر، نیم‌سایهٔ پهن‌تر؟
فاصلهٔ منبع نور تا جسم رو روی ۲ متر و فاصلهٔ جسم تا پرده رو روی ۱ متر بذار. شعاع منبع رو یک بار ۰٫۱ متر و بار دوم ۰٫۶ متر قرار بده.
حدست چیه؟ با پهن‌ترشدن منبع نور، سایهٔ کامل بزرگ‌تر می‌شه یا از بین می‌ره؟ پهنای نیم‌سایه چی؟
توضیح نتیجه رو ببین
با شعاع منبع ۰٫۱ متر، شعاع سایه ۰٫۰۵ متر و پهنای نیم‌سایه ۰٫۱ متره. با شعاع ۰٫۶ متر، شعاع سایه صفر و پهنای نیم‌سایه ۰٫۴ متر می‌شه؛ منبع بزرگ‌تر، مرز نیم‌سایه رو بازتر می‌کنه و سایهٔ کامل دیگه به پرده نمی‌رسه.
منبع رو دورتر ببر
شعاع منبع رو روی ۰٫۱ متر و فاصلهٔ پرده تا جسم رو روی ۱ متر ثابت نگه دار. فاصلهٔ منبع تا جسم رو از ۱ متر به ۴ متر تغییر بده.
حدست چیه؟ وقتی منبع چهار برابر دورتر می‌شه، اندازهٔ سایه روی پرده بزرگ‌تر می‌شه یا کوچک‌تر؟
توضیح نتیجه رو ببین
شعاع سایه از ۰٫۱ به حدود ۰٫۰۳ متر و پهنای نیم‌سایه از ۰٫۲ به ۰٫۰۵ متر می‌رسه. منبع دورتر از دید جسم کوچک‌تر به نظر می‌آد؛ در این مدل، سایه هم جمع‌وجورتر می‌شه.
پرده رو عقب‌تر ببر
فاصلهٔ منبع تا جسم رو روی ۲ متر و شعاع منبع رو روی ۰٫۱ متر بذار. فاصلهٔ پرده رو اول ۰٫۵ متر و بعد ۲ متر تنظیم کن.
حدست چیه؟ با دورترشدن پرده، شعاع سایه و پهنای نیم‌سایه چه تغییری می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
در فاصلهٔ نیم‌متری، شعاع سایه حدود ۰٫۰۳ متر و پهنای نیم‌سایه ۰٫۰۵ متره. در فاصلهٔ ۲ متر، این عددها به ۰٫۱ و ۰٫۲ متر می‌رسن؛ دورترشدن پرده تصویر سایه رو بزرگ‌تر می‌کنه.
پشت این حرکت چه خبره؟
سایهٔ کامل و نیم‌سایه
R_outer=(r_o+r_s)*D_s/D_l; R_umbra=max(0,(r_o-r_s)*D_s/D_l); P=R_outer-R_umbra
منبع نور اندازه داره و از بخش‌های مختلفش نور می‌تابه. نزدیک مرکز سایه، ممکنه هیچ بخش منبعی دیده نشه؛ این ناحیه سایهٔ کامله. دورش جاهایی هست که بخشی از منبع دیده می‌شه و بخشی پشت جسم می‌مونه؛ آن ناحیه نیم‌سایه‌ست.
چرا فاصله‌ها اندازه رو عوض می‌کنن؟
پرتوهایی که از لبه‌های منبع رد می‌شن، مرز ناحیهٔ تاریک و نیم‌سایه رو می‌سازن. هرچی منبع نسبت به جسم بزرگ‌تر دیده بشه، مرز نیم‌سایه بازتر می‌شه. پردهٔ دورتر هم تصویر بزرگ‌تری از این ناحیه می‌گیره.
اندازهٔ جسم در این مدل
شعاع جسمی که جلوی نور قرار گرفته، در این شبیه‌سازی همیشه ۰٫۲ متره و قابل تغییر نیست. به همین دلیل آزمایش‌ها اندازهٔ منبع، فاصلهٔ منبع تا جسم و فاصلهٔ پرده تا جسم رو مقایسه می‌کنن.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا بزرگ‌ترشدن منبع نور لبهٔ سایه رو نرم‌تر می‌کنه؟
از بخش‌های مختلف منبع نور، پرتوها از کنار جسم رد می‌شن. کنار سایهٔ کامل، بعضی از این پرتوها به پرده می‌رسن و بعضی‌ها پشت جسم می‌مونن؛ این ناحیه همون نیم‌سایه‌ست. منبع بزرگ‌تر زاویهٔ نورهای بیشتری می‌سازه، پس ناحیهٔ نیم‌روشن پهن‌تر می‌شه. شعاع منبع رو زیاد کن و پهنای نیم‌سایه رو مقایسه کن.
سؤال‌های رایج
فرق سایهٔ کامل با نیم‌سایه چیه؟
در سایهٔ کامل، هیچ بخشی از منبع نور دیده نمی‌شه. در نیم‌سایه، بخشی از منبع پشت جسمه و بخشی هنوز به پرده نور می‌رسونه.
منبع نور بزرگ‌تر چه اثری روی نیم‌سایه داره؟
با ثابت‌بودن فاصله‌ها، شعاع منبع رو بیشتر کن. مرز نیم‌سایه دورتر می‌ره و پهنای خروجی بیشتر می‌شه؛ اگر منبع از جسم بزرگ‌تر بشه، سایهٔ کامل می‌تونه از بین بره.
چرا شعاع سایه گاهی صفر می‌شه؟
وقتی منبع نور از جسم پهن‌تر باشه، هندسهٔ این مدل ناحیه‌ای رو روی پرده پیش‌بینی نمی‌کنه که کاملاً تاریک بمونه. شعاع سایه در خروجی صفر می‌شه و ممکنه نیم‌سایه هنوز وجود داشته باشه.
اگر پرده رو دورتر ببرم، سایه چه تغییری می‌کنه؟
در مدل، اندازه‌های سایه و نیم‌سایه با فاصلهٔ پرده از جسم بزرگ‌تر می‌شن. برای دیدن اثرش، فاصلهٔ پرده رو تغییر بده و دو عدد خروجی رو مقایسه کن.
می‌تونم اندازهٔ جسم جلوی نور رو هم عوض کنم؟
نه؛ جسم در این شبیه‌سازی شعاع ثابت ۰٫۲ متر داره. نوارها فقط فاصلهٔ منبع، شعاع منبع و فاصلهٔ پرده رو تغییر می‌دن.