一个阳光明媚、充满趣味的光与影活动可以将后院变成一个小小的科学实验室。首先，拿上粉笔和计时器。然后邀请孩子观察、描绘并思考。
光与影活动：后院狩猎
这个简单的活动只需十分钟。设定一条起始线，放置一个玩具或一个人，然后描绘影子。每两分钟再描一次，并记录长度和方向。问问：影子是变长还是变短了？这个快速的仪式能提高观察力，让模式显现。
光是什么以及影子如何形成
光是我们眼睛能看到的电磁波谱的一部分。可见光大约在380到740纳米之间。光的传播速度非常快；在真空中，它以大约299,792,458米每秒的速度移动，这是定义米的一个确定值。当光以直线传播并遇到不透明物体时，物体会阻挡光线。因此，影子出现在它的后面。
影子如何运作
影子显示出光线较少的区域。最暗的部分是全影，光线完全被阻挡。接下来是半影，一个较柔和的边缘，部分光线仍能到达你。在特殊的几何条件下，反影可以在日食中出现。一个小或远的光源会产生清晰的影子。一个大或近的光源会产生模糊的边缘。在户外，天空光和反射常常为影子填充颜色。例如，影子常常从天空中拾取柔和的蓝色调。有趣的是，在即将到来的2024年4月8日的全日食期间，月球的全影路径将在北美跨越约108到122英里宽，提供了一个观察天体影子形成的独特机会。
尝试10分钟的后院影子狩猎
收集三个简单的物品。你只需要粉笔或胶带、纸和蜡笔，以及一个秒表或手机计时器。然后按照以下步骤进行。
- 选择一个小的户外区域并画一条起始线。
- 设定一个10分钟的计时器，并在起始线上放置一个玩具或人。
- 在地上描绘影子。每次描绘时标记时间。
- 每两分钟再描一次。记录影子的长度和方向。
- 尝试用彩色玻璃纸覆盖手电筒来制作有色影子。
- 找到一个模糊的影子和一个清晰的影子。比较边缘并解释原因。
安全第一。切勿直接看太阳。相反，使用针孔投影或遮光投影箱进行安全的太阳实验。此外，重要的是要考虑到光污染迅速上升，2023年的一项研究指出从2011年到2022年，天空背景亮度每年增加约10%。这突显了人造光对我们环境的影响，与光与影的讨论相关。
快速室内演示
你也可以在室内探索光与影。首先，使用一个小手电筒制作清晰的剪影。接下来，使用台灯制作模糊的边缘。然后拿两个手电筒制作双重影子。这些小演示展示了光源大小和角度如何改变影子形状。
简短的历史和趣味火花
早在小型相机存在之前，人们就使用暗箱观看倒置的图像。伊本·海瑟姆研究视觉并进行了早期实验。后来，镜头和摄影依赖于同样的光与影理念。今天，手机中的传感器将光转化为像素，电影通过光线追踪等技术模拟影子。在此过程中，影子帮助塑造了相机、电影和现代成像。
此外，通过在描绘周围着色将描绘变成艺术。测量影子长度与物体高度的比率，进行快速的数学转折。讲述像伊本·海瑟姆这样的发明家的故事，带来温和的历史时刻。这些跨学科的火花保持好奇心的活跃。
在Storypie上找到更多有趣的提示。现在阅读或聆听一个关于光与影的故事：现在阅读或聆听一个关于光与影的故事： 适合3-5岁儿童，适合6-8岁儿童，适合8-10岁儿童，以及适合10-12岁儿童。
今晚试试这个。设定计时器，把测量变成游戏。让好奇心引导，享受发现的乐趣。同时，访问Storypie探索相关故事和温和的提示。
词汇表
- 光 – 可见的电磁辐射。
- 影子 – 光线较少的区域。
- 全影 – 完全的影子。
- 半影 – 部分影子。
- 波长 – 决定颜色的距离。
- 反射 – 光的反弹。
