Vì sao bóng người có lúc dài có lúc ngắn?

Vào buổi tối khi bạn lùi xa ngọn đèn, nếu chú ý, bạn sẽ quan sát một hiện tượng lí thú là độ dài bóng của chính bạn có thay đổi. Khi đứng dưới ánh Mặt Trời, bạn cũng có thể nhận thấy là bóng của bạn tuỳ từng thời gian mà có lúc dài, có lúc ngắn. Bạn có biết tại sao không?

Khi người đang đi, thân người ở trạng thái đứng thẳng. Bạn có thể dùng một đoạn thẳng đứng AB biểu diễn thân người, đường ngang X'X biểu diễn mặt đất, S là vị trí nguồn sáng. Ta vẽ từ S các tia sáng chiếu xuống mặt đất.

Phần lớn các tia sáng đều đến được mặt đất, chỉ có các tia nằm trong miền tam giác ACB là bị thân người chắn mất và trên mặt đất sẽ có bóng người là BC.

AC là tia sáng đầu tiên bị chắn lại, nên có thể xem đó là biên giới của chùm tia bị chắn. Góc của tia giới hạn với mặt đất sẽ tạo nên góc α, được gọi là góc chiếu. Chiều cao AB của người không hề thay đổi, thế nhưng khi người chuyển động hoặc khi nguồn sáng di động, độ dài của bóng BC sẽ thay đổi. Các bóng người ở bên trái trang sách từ vị trí A][sub]_B_[ đến vị trí A2B2 sang A3B3 rồi đến vị trí A4B4. Còn ở trang trên biểu thị khi nguồn sáng di động từ vị trí S1 đến vị trí S2, S3 rồi đến S4. Dựa vào hai hình vẽ ta thấy khi AB di động về phía bên trái thì bóng BC càng ngày càng dài, còn khi nguồn sáng S di chuyển từ dưới lên trên thì bóng sẽ ngày càng ngắn. Cho dù AB di động hay nguồn sáng S di động đều có điểm chung là góc chiếu α càng lớn thì ảnh BC càng ngắn, góc chiếu α càng bé thì bóng càng dài. Tuy nhiên có điều cần chú ý là góc α và độ dài của BC không có mối quan hệ tỉ lệ, ví dụ α nhỏ đi 1/2 thì BC không phải tăng gấp đôi.

Ta biết rằng trong tam giác vuông ta có hệ thức:

Đây là hệ thức tương quan hết sức có ích. Khi đo độ dài của bóng của toà lâu đài, đo góc chiếu người ta có thể tính được chiều cao của toà lâu đài.