中国有种古老的民间艺术叫做皮影戏，是一种利用蜡烛或燃烧的酒精等光源照射兽皮或纸板做成人物剪影以表演故事的民间戏剧。艺人在白幕后面操纵影人，观众则在白幕前面观看影人表演。
但是，白幕上为何会产生影子呢？
皮影戏表演 / 影像源于网络，侵删其实，这就是光线传播引起的视觉效果。我们知道，光在同种均匀介质中（比如空气）是沿着直线传播的，当遇到不透明的物体时，便在物体的背面留下黑色的阴影。这就是我们平常见到的影子。
皮影戏表演时，我们之所以看到白幕上的影人，也是因为影人阻挡了光线前进的道路，进而产生明暗对比，我们才看到了白幕中的影子。
可是，问题来了：影子有彩色的吗？
还别说，还真有彩色的影子。今天我用几杯色素水作为道具，做出了彩色的影子。到底是如何实现的？背后又隐藏着哪些科学奥秘？今天的实验将揭晓答案。（文章附实验视频）
实验目的
认识光的传播规律
实验材料
清水、色素、试管架、玻璃试管、塑料杯、搅拌棒
操作步骤
1.用不同的色素调制出色素水。
2.将不同的色素水分别滴进不同的玻璃试管中。
3.将玻璃试管置于阳光下照射。
现象及原理
通过上面的实验我们发现：装了色素水的玻璃试管在阳光的照射下，呈现出较暗的彩色投影，液面以上的试管则呈现灰黑色投影。
光线在空气中沿直线传播，遇到不透明的物体时光线无法穿过，在该物体的背面投射出阴影。色素以微粒形态存在于水中，形成半透明的色素水，光线穿过其中时，在试管的背光一面形成较暗的彩色投影。由于试管的玻璃不平，导致折射光线不平行，因此液面以上的试管呈现出灰黑色的阴影。
实验示范视频
BGM: Alexander Nakarada - Reaching The Sky
拍摄/剪辑：科学奶爸
影子并非只有黑色
探究这个问题时，我们先来认识一下自己的眼睛。
眼睛是人体最重要的感官，大脑80%的信息都是通过眼睛获取的。眼睛可以辨别不同颜色和亮度的光线，再将这些信息转变成神经信号传送给大脑，于是我们就看见物体了。
平时我们看到的影子是黑色，只是因为大多数光源都是白色的，而影子正是投影面上光线被遮挡的部分的亮度低于其它部分的亮度。因此白色光线会产生黑色的影子，而如果我们换用其它色彩的光源就会产生不同颜色的影子。
如果你在一个小黑屋里放上三盏分别为红色、绿色、蓝色的彩灯，然后同时打开它们照射到白墙上，你就能在其中捕捉到不同颜色的影子：
彩色的影子 / 影像源于网络，侵删事实上，营造彩色影子的不仅仅是灯光，还有我们的双眼。人的眼球内部有个特殊的感知系统，对红光、绿光、蓝光尤其敏感，因此红、绿、蓝三个颜色也被称为“光的三原色”。
当挡住三种光线中的其中一种时，另外两种光线就会混合制造出其他的颜色，让我们的眼睛捕捉到更多的影子色彩。三盏分别为红、绿、蓝的彩灯，能够制造出红、黄、绿、青、蓝、紫、黑七种颜色的影子。
我画一个简单的示意图，也许能更清楚明了。通过上图可知，使用三基色原理来分析彩色影子的生成过程，我们就可以明白为何绿色光源会产生红色的影子了。而如果同时用红、蓝、绿三种单色光源同时照射物体就会产生三种不同颜色的影子（如下图）：
彩色的影子 / 影像源于网络，侵删人类的视网膜上的视锥细胞有三种类型，即红视锥细胞、绿视锥细胞和蓝视锥细胞，对应自然界的三基色红，蓝，绿。黄光既能激励红视锥细胞，又能激励绿视锥细胞。当红光和绿光同时到达视网膜时，这两种视锥细胞同时受到激励，红绿两种光源就重叠出黄色的光圈。
这三种颜色相互独立，其中任一色均不能由其它二色混合产生。但所有其它的颜色都可以由三基色按不同的比例组合而得到。这就是三基色的原理。
今天的实验中，透过彩色试管的光交织重叠在一起，影子的颜色又发生了新的变化。
你真的了解影子吗？
光的本质是一种电磁波，太阳表面距离地球的平均距离约为1.5亿千米，按照真空中的光速30万公里每秒，光线到达地球行进的时间约为8分20秒。
换句话说，你所见到的阳光其实是8分20秒钟之前的阳光。
太阳光的产生是由于太阳内核处在自身引力塌陷提供的条件下进行核聚变，释放出光和热，才有了地球上的万物复苏、普照大地。大到白天黑夜的交替，日食、月食的形成，小到树影婆娑、逆光摄影，其实都是光线传播造成的。
在一天中，被太阳照射到的物体投下的影子长短、方向都在发生变化。由于太阳东升西落，在北回归线以北的地方，早晨物体的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。随着时间的推移，物体上的影子慢慢地由西向东移动。
好了，今天的实验环节先到这里，下期准备了更精彩的主题，记得守候。看完今天的实验，是不是感觉奇奇怪怪的知识又增加了？最后提一个小问题：今天的实验，如果试管中的色素水换成黑墨水，结果又会如何？咱们评论区见~
温馨提示：儿童请在成人监护指导下开展科学实验。
