夏至。太阳直射北回归线。北纬二十三度二十六分这条线。每年六月二十一日前后。

正午。站在北回归线上。影子消失。

不是变短。不是模糊。是彻底没有。脚下只剩一个点。踩着自己的头。

北回归线穿过云南、广西、广东、台湾。这些地方的居民在夏至正午有机会看到这个现象。立竿不见影。

地球绕太阳转。地轴歪了二十三度半。歪着转。夏天北半球朝向太阳。冬天背过去。夏至那天北半球歪到极限。太阳直射点跑到最北边。北回归线。

直射什么意思。光线垂直于地面。九十度角。太阳正好在头顶正上方。光线垂直打下来 物体遮挡形成的阴影区域被压缩到正下方 被物体本身完全盖住。影子不是没了 是缩到自己脚底下去了。

平时影子长。早上傍晚拉得老长。因为太阳斜着照。斜射光线经过大气层路程长。影子拖出去。中午影子短 太阳位置高。但绝大多数地方中午太阳也不会正头顶。差几度。差几度影子就还在 只是短。

北回归线是个特殊位置。地理上划的线。太阳直射点最北就到这。往北去 太阳永远在南边天空。往南去 太阳每年有两次直射机会。赤道附近一年两次头顶太阳。南北回归线之间都是。北回归线往北 直射这辈子碰不到。

夏至那天 北回归线正午太阳高度角九十度。高度角。地平线起算。零度在地平线。九十度在头顶正中。九十度意味着光线与地面完全垂直 任何立在地上的东西 影子长度为零。

用根棍子。垂直插地上。太阳九十度角照下来。棍子顶部投下的影子点正好落在棍子底部。被棍子自身截面挡住。看不到。

不是所有地方夏至都没影子。只有北回归线正午那几分钟。纬度差零点一度 影子就出来几毫米。往北往南都逐渐变长。

广州。北纬二十三度附近。靠近北回归线。夏至正午影子极短 两三厘米。肉眼几乎看不出。再往北到武汉 三十度半。夏至正午影子还有身高的七分之一左右。北京四十度 影子更长。

古人早就注意到。周朝有土圭测影。竖根八尺杆子。每天正午量影子长度。夏至影子最短。冬至最长。用这办法定节气。定回归年长度。夏至影长一尺五寸 冬至影长一丈三尺。那是在中原地区量的。北纬三十四度多。影子不会消失 只会变短。最短也有一尺多。

古人没到过北回归线南边。不知道影子能彻底消失。后来汉朝人往南走 到了交趾 现在的越南北部。北纬二十一度。发现夏至影子在南边。太阳跑到北边天上去了。立竿见影 影朝南。惊了。

天文学解释这个。地球自转轴倾角二十三度二十六分。倾角存在导致四季。夏至日北半球倾向太阳。直射北回归线。北回归线的名字就这么来的。回归。太阳直射点走到这往回走。往南移动。所以叫回归线。

正午时刻。太阳经过子午线。最高位置。直射那天 最高位置就是头顶。头顶意味着光线路径与重力方向平行 任何垂直物体在水平面上的投影面积理论上为零。

实际观察中还有大气折射。光线穿过大气会弯一点。地平线附近弯得厉害。太阳在头顶 折射量极小 不到半角分。忽略不计。影子还是消失。

还有一个细节。太阳是个面光源 不是点。直径半度。太阳圆面上下边缘光线有半度夹角。理论上影子会有半影区。但垂直照射时 半影区也被压到物体正下方。观测不到延伸的影子。中央本影区面积收缩到零。

观测方法简单。找块平地。正午。竖根笔直的东西。水瓶 棍子 什么都有。看地面。影子没了。周围一圈亮。脚下踩着一团黑。那就是自己脑袋的影子。

北回归线经过的城镇有些搞夏至活动。嘉义。台湾。北回归线标志塔。夏至中午人站塔下。影子缩成脚底一滩。汕头 广州 梧州 个旧。都有这类观测点。

离开北回归线。夏至影子不消失 但全年最短。太阳高度角一年里最大。冬至影子最长。春分秋分居中。

南半球反过来。十二月二十二日前后 南回归线影子消失。南纬二十三度二十六分。澳大利亚 智利 南非 马达加斯加部分地区。

赤道上。春分秋分影子消失。每年两次。太阳直射赤道那两天正午。赤道居民一年体验两次没影子。

两极。永远没直射。影子绕圈转。极昼期间太阳不落 贴地平线转。影子拉得极长 二十四小时转一圈。

夏至影子消失这事。本质是几何光学问题。光线方向 物体方向 投影面。三者关系。光线垂直于投影面 物体垂直放置。投影长度公式：影长等于物高乘以太阳高度角余切。高度角九十度 余切为零。乘积为零。

不神秘。可验证。可重复。每年准时发生。

北回归线位置在变。地轴倾角在缓慢摆动。四万一千年周期 二十二度到二十四度半之间变化。现在二十三度半。一万年后回归线位置会移动。现在的北回归线到时会偏几十公里。

天文学常识。影子长度变化是地球公转的直接证据。一年四季太阳高度角规律变化。影子跟着变。古人用这办法做历法。定农时。

立竿见影。无影。也是一种影的状态。零影长。