Weil die reale Situation viel ähnlicher aussieht:

Ihr Stift besteht (vermutlich) nicht aus spiegelartig poliertem Metall, sondern aus Holz oder Kunststoff, der Licht diffus reflektiert. Dies bedeutet, dass das Licht von jedem Teil des Stifts über das gesamte Papier gestreut wird (und natürlich auch in andere Richtungen), sodass kein klares Bild auf das Papier projiziert wird.

(Und da das Papier selbst auch ein diffuser Reflektor ist, wird das gesamte Licht, das auf es trifft, wieder in alle Richtungen gestreut, und ein Teil davon trifft Ihr Auge. Wenn Sie das Papier durch einen Spiegel ersetzt haben, dann Nur Strahlen, die genau aus der richtigen Richtung kommen, können in Richtung Ihres Auges reflektiert werden, sodass Sie ein scharf reflektiertes Bild sehen.)

OK, warum erzeugt der Stift dann nicht mindestens ein unscharfes Bild auf dem Papier? Nun, eigentlich schon.

Hier ist ein Foto, das ich gerade mit meinem Handy aufgenommen habe. Es tut mir leid, dass es ein bisschen dunkel ist. Ich wollte sicherstellen, dass ich keine Highlights ausbrenne.

Wenn Sie genau hinschauen, sehen Sie auf dem Papier in der Nähe des Stifts nur den geringsten Hauch von gelblicher Farbe und auf dem Stift einen Hauch von Rot. Diese schwachen Farben werden durch Licht verursacht, das vom Stift und vom Bleistift auf das Papier reflektiert wird. Aber sie sind nicht sehr hell, weil das meiste Licht, das auf das Papier trifft, immer noch aus anderen Richtungen kommt (hauptsächlich von der Lampe, die die Szene beleuchtet), und nicht sehr deutlich, weil das Licht, das vom Stift und vom Bleistift reflektiert wird wird in alle Richtungen verbreitet.

Nur für den Fall, dass Sie es auf Ihrem Bildschirm nicht klar sehen können, sehen Sie hier dasselbe Foto, dessen Farbpegel auf maximalen Kontrast eingestellt sind:

Ich wette, Sie können es jetzt sehen.Es sieht fast so aus, als ob der Stift und der Bleistift glühten ... was sie natürlich technisch sind.Natürlich nicht mit ihrem eigenen Licht, sondern mit Licht, das von der Lampe reflektiert wird, die sie beleuchtet, genau wie z.Der Mond leuchtet mit reflektiertem Sonnenlicht.

Als Bonus können Sie bei genauem Hinsehen auch einige hellere Stellen auf dem Papier in der Nähe des Stifts sehen.Dies sind Spiegelreflexionen des Hochglanzdrucks auf dem Bleistift.Wir haben also tatsächlich sowohl diffuse als auch spiegelnde Reflexion im selben Bild gezeigt.

Sie sehen weder ein reales Bild des sich auf dem Papier bildenden Stifts noch ein virtuelles Bild aus der Reflexion des Stifts auf dem Papier.

Der Grund dafür, dass sich auf dem Papier kein echtes Bild bildet, ist, dass die vom Stift gestreute Lichtstreuung divergiert. Um ein Bild zu sehen, müssen alle Strahlen von einem einzelnen Punkt auf dem Stift auf einen einzelnen Punkt konvergierendas Papier.Wenn Sie eine Sammellinse an der richtigen Stelle platzieren, entsteht ein Bild.

Der Grund, warum Sie kein virtuelles Bild von der Reflexion sehen, ist, dass die Reflexion vom Papier diffus und nicht spiegelnd ist, dh die einfallenden Strahlen werden zufällig gestreut, stattdessen ist der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel.

Ein reales Bild entsteht, wenn sich mehrere Strahlen vom selben Punkt an einem anderen Punkt wieder treffen. Ohne optisches Element gehen die Strahlen einfach in ihre eigenen Richtungen und treffen sich nicht wieder. Es gibt also kein Bild.

Wenn Sie eine konvexe Linse vor den Stift stellen, warum können Sie jetzt das Bild des Stifts auf dem Papier sehen?

Weil eine konvexe Linse die Strahlen so biegt, dass die divergierenden Strahlen, die von einem bestimmten Punkt auf dem Stift ausgehen - solange sie weiter als der Brennpunkt liegen - auf der anderen Seite zusammenlaufen. Die Grundregeln besagen, dass ein Strahl, der durch die Mitte der Linse geht, gerade und ein Strahl, der auf einer Seite parallel zur optischen Achse verläuft, durch den Brennpunkt geht

Mit diesen Regeln können Sie drei verschiedene Strahlen durch die Linse verfolgen und dort, wo sie sich auf der anderen Seite schneiden, befindet sich das reale Bild (das Sie sehen können, wenn es mit einem Stück Papier übereinstimmt). Sie können auch die anderen Strahlen verfolgen, dies erfordert jedoch eine erweiterte analytische Geometrie.

Wann können Sie dann das Bild einer Taschenlampe sehen, wenn Sie es auf das Papier strahlen?

Ich, Sie sprechen von einer echten Fackel - wie bei einem Stock mit einem Stück brennendem Lappen, der um ein Ende gewickelt ist - werden Sie nicht. Sie sehen nur einen hell beleuchteten Punkt, an dem sich das Papier näher an der Taschenlampe befindet.

Wenn Sie über die elektrische Art sprechen, sind die meisten von ihnen Reflektoren , dh sie haben einen Parabolspiegel hinter dem lichtemittierenden Element.

Der Spiegel sollte so montiert werden, dass das lichtemittierende Element näher am Spiegel als am Brennpunkt liegt. In diesem Fall befindet sich kein reales Bild, sondern ein virtuelles Bild hinter dem Spiegel. Das virtuelle Bild kann direkt angezeigt werden, wenn das Licht nicht zu hell ist, um direkt hinein zu schauen.

Manchmal ist der Spiegel jedoch zu weit vom Lichtelement entfernt montiert - oder kann dort in den Lichtern mit variablem Fokus positioniert werden - und dann befindet sich ein reales Bild vor dem Licht, das Sie auf ein Papier projizieren können.

In einem Spiegel wird Licht nach dem " Gesetz der Reflexion" höchstwahrscheinlich nur in einem Winkel reflektiert (ich habe jedoch keine Ahnung, warum das so ist). Auf einem Papier wird es wahrscheinlich auch in alle anderen Richtungen reflektiert. Daher wird das Bild des Bleistifts auf dem Papier von dem Licht übertönt, das von allen anderen Punkten in der Umgebung auf ihn trifft. Das Licht von jedem Punkt auf dem Stift trifft auf jeden Punkt auf dem Papier und trägt so dazu bei, das Bild von sich selbst zu streuen.

Mit einem Objektiv können Sie das Bild des Stifts auf dem Papier nur sehen, wenn das einzige Licht, das auf das Papier trifft, durch das Objektiv fällt oder zumindest anderes Licht ausreichend schwach ist. Außerdem muss sich das Objektiv im richtigen Abstand befinden, damit das gesamte Licht von einem Punkt auf dem Stift auf einen Punkt auf dem Papier fokussiert wird. Der Grund, warum Sie in diesem Fall ein Bild sehen, ist, dass für jeden Punkt auf dem Papier nur ein Punkt auf dem Stift (oder was auch immer da draußen ist) vom Punkt des Objektivs aus gesehen vorhanden ist, der jeden Punkt trifft das Papier. Dies bedeutet, dass das gesamte von diesem Punkt auf dem Papier reflektierte Licht nur von einem Punkt auf dem Stift kommt.

Eine Taschenlampe sendet gerichtetes Licht, sodass Licht von einem Punkt der Taschenlampe nur auf einen Teil des Papiers trifft. Da das Licht viel heller ist als das Licht aus der Umgebung, kommt das Licht, das auf Ihr Auge trifft, nur von einem Punkt auf der Fackel und erstellt so den runden Kreis der Fackel.

Hier sind einige Zeichnungen zur Veranschaulichung. Blau sind die Strahlen, die auf das Auge treffen, während Rot das Auge verfehlt.

Stift auf Papier: (Licht von einem Punkt beleuchtet alle Teile des Papiers)

Stift zum Spiegeln: (Licht von einem Punkt wird für jeden Einfallswinkel nur in eine Richtung reflektiert)

Stift durch Linse: (Die Linse biegt das einfallende Licht so, dass bei einem bestimmten Abstandsverhältnis zwischen Stift und Papier jeder Punkt nur einen Punkt auf dem Papier beleuchtet.)

Taschenlampe: (Richtungslicht beleuchtet nur einen Punkt auf dem Papier für jeden Punkt auf der Taschenlampe)

Es gibt verschiedene Dinge, die dazu führen, dass Spiegel und Papier das Licht unterschiedlich reflektieren.

Wenn Sie zuerst die Oberfläche des Papiers unter einem Mikroskop untersuchen, sehen Sie eine sehr raue Oberfläche. Diese Rauheit streut das Licht. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen Tischtennis auf einem Tisch zu spielen, der mit Steinen aller Größen bedeckt ist. Der Tischtennisball würde unvorhersehbar abprallen. Im Gegensatz dazu ist der Spiegel sehr lichtweich und daher kann das Licht in eine vorhersehbare Richtung reflektieren.

Ein weiterer Unterschied ist die elektrische Leitfähigkeit des Materials. Licht ist elektromagnetisch und interagiert mit Elektronen, wodurch sich ihre Bewegung ändert. Die meisten Elektronen sind an bestimmte Atome gebunden und daher ist ihr Bewegungsbereich begrenzt. Elektrische Leiter haben zusätzlich einige Elektronen, die frei zwischen den Atomen herumschwimmen können. Diese zusätzliche Mobilität ist für uns sichtbar, indem Metalle ihren Glanz erhalten. Das Silber im Spiegel ist ein großartiger Stromleiter, und das Glas hält das Silber glatt und schützt es vor Anlauf durch Luft. Die Kombination ergibt eine extrem glatte Oberfläche mit maximalem metallischen Glanz.

Im Gegensatz dazu zeigt das Papier ein anderes Phänomen.Licht kann absorbiert und seine Energie als Farbe wieder abgegeben werden, die mehr mit dem Material als mit der Lichtquelle zu tun hat.Dies kann durch Untersuchen vieler Dinge unter schwarzem (ultraviolettem) Licht gesehen werden.Einige Objekte erscheinen sehr dunkel.Andere leuchten unter UV-Licht weiß oder in einer bestimmten Farbe, obwohl die schwarze Glühbirne diese Wellenlänge des Lichts nicht liefert.Dies gilt insbesondere für künstliche Produkte und deren Verpackung, die so abgestimmt sind, dass sie für Menschen attraktiv sind.Vergleichen Sie beispielsweise Papier und Styropor, die bei normaler Beleuchtung beide weiß sind.Unter UV-Licht leuchtet das Papier normalerweise hellweiß, aber das Styropor erscheint dunkel und matt.Dies geschieht, weil das Papier unsichtbare UV-Energie absorbiert und zu einer Quelle für sichtbares Licht wird.Ein Teil davon geschieht auch bei normaler Beleuchtung und trägt zur Helligkeit des Papiers bei.

Das Licht wird mit ähnlicher Intensität in alle möglichen Richtungen vom Stift gestreut, sodass ein Punkt des Papiers von allen Punkten des Stifts mit Streulicht beleuchtet wird und ein sehr verschwommenes Bild entsteht.Ein besseres Bild kann nur erzielt werden, wenn der Punkt auf dem Papier nur von einem bestimmten Punkt oder nur von einem kleinen Bereich des Stifts aus hell wird, z. B. bei Verwendung eines Objektivs oder einer Camera Obscura: https://en.wikipedia.org/ wiki / Camera_obscura

Eine reflektierende oder polierte Oberfläche respektiert und bewahrt die Winkelnähe der einfallenden Strahlen an ihren Punkten.Je weniger die Winkelnähe der eingehenden Intensität im ausgehenden Intensitätsprofil erhalten bleibt, desto diffuser und "matter" wirkt die Oberfläche

(Ich bin der OP, und hier ist die Erklärung, die ich aus den Antworten ableiten kann. Ich bin nicht sicher, ob dies richtig oder nicht falsch ist, kann jemand darauf hinweisen?)

Wir sehen ein Objekt X, wenn Licht von anderen Quellen auf X reflektiert und zu unseren Augen zurückreflektiert wird / das Objekt X selbst emittiert Licht. Es gibt zwei Faktoren, die bestimmen, ob wir die Reflexion eines Objekts auf einem Bildschirm (Blatt / Spiegel usw.) sehen können.

1. Die Intensität des von X ausgehenden Lichts
2. Die Reflexion an der Oberfläche oder am Bildschirm.
ol>

Wenn Papier und der Stift (1) niedrig sind und die Streureflexion in zufälliger Richtung für (2) ihn noch niedriger macht, ist die Reflexion deshalb kaum sichtbar.

Bei Papier und Taschenlampe ist (2) zwar gleich, aber (1) ziemlich hoch, sodass wir die Taschenlampe auf dem Bildschirm sehen können. Für einen Laser ist (2) noch intensiver, deshalb kann sogar ein kleiner Laserstrahl aus allen Richtungen klar gesehen werden (die gestreute Reflexion in (1) ermöglicht ein gleichmäßiges Sehen aus allen Richtungen).

Im Fall von Papier und Stift mit einer konvexen Linse fokussiert die konvexe Linse, während (2) und (1) beide gleich sind, jeden vom Stift ausgehenden Strahl auf einen einzelnen Punkt auf dem Bildschirm (nun, dies ist eine Annäherung aber ungefähr OK), was die Intensität sehr hoch macht. Jetzt ist das Ding dasselbe wie das des Pfeffers und des Laserlichts.

Ich kann nicht glauben, wie viel Unsinn hier gepostet wurde und wie viele Up-Votes für unsinnige Antworten vergeben wurden.Uns wird gesagt, dass der Stift nicht wie ein Spiegel poliert ist, sondern dass das Papier nicht wie ein Spiegel poliert ist.Das erklärt nicht, warum Sie eine Reflexion desselben Stifts in einem Spiegel sehen können.

Auf einen Spiegel fallendes Licht wird in einer solchen Richtung reflektiert, dass die Einfalls- und Reflexionswinkel gleich sind.Licht, das auf ein weißes Blatt Papier fällt, wird reflektiert, aber gestreut und geht von dem Punkt, an dem es auf das Papier trifft, in alle Richtungen.