почему на закате Солнце кажется большим, чем днём или на восходе?
Поднимающаяся Луна может быть очень большой, но высоко в небе она становится поразительно маленькой. А заходящее Солнце, «огромное, красное как помидор, Солнце все растет и растет» .
…
Измерьте изображение Солнца; с учетом ошибок наблюдения оно окажется одинаковым и при низком и при высоком положении светила. Даже самые точные наблюдения с помощью мощных телескопов не обнаружили каких-либо следов различия.
Увеличение размеров Солнца и Луны близ горизонта следует объяснять не физическими, психологическими причинами.
Кажущееся увеличение размеров Солнца и Луны близ горизонта
Это одна из наиболее сильных и общеизвестных оптических иллюзий. Поднимающаяся Луна может быть очень большой, но высоко в небе она становится поразительно маленькой. А заходящее Солнце, «огромное, красное как помидор, Солнце все растет и растет» .
Но в конце концов, иллюзия ли это? Получим проекцию солнечного диска и измерим ее.
Возьмем очковое стекло с фокусным расстоянием около 2 м, вставим его в щель, прорезанную в пробке и поместим на подоконник, куда падают лучи заходящего Солнца
http://www.astronomer.ru/data/library/books/light/images/000773-3.gif
. Окно должно быть открытым, иначе оконное стекло ослабит четкость изображения. Держа теперь лист бумаги примерно в 2 м позади линзы, мы получим на бумаге прекрасное, отчетливое изображение Солнца. Если оно будет не совсем круглым, это значит, что линза расположена не вполне перпендикулярно к падающим лучам; тогда попробуйте слегка наклонять ее и поворачивать в разные стороны. Когда, наконец, вы точно определите, где нужно поместить лист бумаги, чтобы добиться максимально четкого изображения Солнца, обозначьте его диаметр карандашными метками и измерьте линейкой с точностью до 0,5 мм. Предпочтительнее измерять диаметр по горизонтали, поскольку по вертикали он может быть несколько сжат вследствие преломления в атмосфере. Повторите эти измерения несколько раз и выведите среднее значение.
Затем проведите тот же опыт, когда Солнце стоит высоко. Устройство будет немного иным. Прикрепите пробку со вставленной линзой высоко на столбе. Выбрав на столбе надлежащую сторону и поворачивая пробку вокруг гвоздя, вы можете расположить линзу почти перпендикулярно к световым лучам
http://www.astronomer.ru/data/library/books/light/images/000773-4.gif
. Измерьте изображение Солнца; с учетом ошибок наблюдения оно окажется одинаковым и при низком и при высоком положении светила. Даже самые точные наблюдения с помощью мощных телескопов не обнаружили каких-либо следов различия.
Таким образом, увеличение размеров Солнца и Луны близ горизонта — явление психологическое. Но даже и оно подчиняется определенным законам и поддается количественной оценке. Возьмите белый картонный диск диаметром 30 см и станьте сами на таком расстоянии, чтобы его величина совпала с величиной лунного диска. Разумеется, это нельзя сделать путем прямого сопоставления, иначе, как и в случае измерения, вы обнаружите, что эта величина остается всегда неизменной. Необходимо поэтому посмотреть сначала на Луну и постараться запомнить, каковы ее размеры, а затем повернуться и сравнить это представление с видимыми размерами картонного диска. Еще лучше прикрепить ряд белых дисков на черном фоне, а затем отходить и останавливаться всегда на одном и том же расстоянии от них. Сделайте эти оценки и когда Луна высоко в небе, и когда она низко.
Источник
Почему Солнце и Луна выглядят больше возле горизонта?
Вновь отвечаем на вопрос подписчика:
Объясните почему размер солнца на закате всегда больше в 2-3 раза чем в полдень ведь расстояние до солнца одинаково.
Многие замечали, что Солнце и Луна выглядят значительно большими, когда находятся низко над горизонтом и меньшими когда они высоко в небе. Однако, это не более чем иллюзия, обман зрения.
Существует распространённое заблуждение, что причиной является атмосферная рефракция — свет от Луны и Солнца находящихся над горизонтом проходят через более толстый слой атмосферы, чем при нахождении в Зените. И этот слой как бы выступает в роли линзы, но легко убедиться в том, что это не так. Если вы воспользуетесь теодолитом (прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов), то легко подтвердите, что угловой размер Луны и Солнца не меняется в зависимости от их положения на небе.
Другим простым способом убедиться в том, что Луна и Солнце имеют одинаковый размер независимо от их положения на небосводе является фотография. Достаточно сделать серию снимков Луны/Солнца в разные моменты движения этих небесных тел по небу и сравнить их размеры на получившихся снимках. Если параметры съемки будут одинаковы на всём протяжении съемки, то и размеры Солнца/Луны на снимках окажутся одинаковыми.
В случае с Луной так и вообще Луна возле горизонта имеет чуть меньший (на 1.5%) угловой размер, чем в зените. Связано это с тем, что находясь у горизонта Луна находится немного дальше от наблюдателя (на величину радиуса Земли) чем в зените.
И хотя угловой размер Луны действительно меняется вследствие эллиптичности её орбиты эти изменения в течение дня практически незаметны и не могут влиять на возникновение иллюзии.
Данная иллюзия получила название иллюзии Луны . На данный момент среди учёных нет единого мнения о механизме её возникновения, за исключением того, что причины эти очевидно психологические.
Считается, что когда объект высоко в небе, у мозга нет привычных ориентиров, с которыми можно сравнивать размер, а когда объект находится возле самого горизонта, то рядом с ним мы видим множество объектов, чей размер нам известен, в связи с чем Солнце и Луна кажутся больше.
Другое похожее объяснение, оно оперирует тем, что мозг по-разному оценивает расстояние до объекта, находящегося высоко в небе и у самого горизонта, объекты у горизонта воспринимаются более удалёнными и мозг интерпретирует их как большие по размеру.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник
Почему солнце на закате кажется больше чем в зените, хотя физически находится дальше от наблюдателя
Диаметр Солнца всегда постоянен — это действительно так, и он равен 1/108 радиана (1/2 градуса) .
Но размер Солнца все-таки кажется нам гораздо больше при восходе и закате. Угловые размеры Солнца и Луны около горизонта воспринимаются нами в 2,5-3,5 раза большими, чем когда они высоко в небе.
В книге М. Миннарта «Свет и цвет в природе» объясняется этот психологический эффект: кажущаяся сплюснутость небесного свода. Мы воспринимаем Солнце и Луну на таком же расстоянии, как и окружающее их небо, поэтому низкое Солнце представляется нам во много раз дальше, чем высокое. Так как его угловой размер остается одинаковым, мы бессознательно приписываем Солнцу в несколько раз большую величину. Кажущаяся форма неба — определяющий фактор в видимом размере Солнца.
Определить угловой размер Солнца безопасным методом можно, измерив параметры его проекции от небольшого отверстия, например от листвы деревьев. В этом случае его угловой размер
С = D / L (в радианах) ,
где D — диаметр проекции Солнца на экран; L — расстояние от отверстия до экрана.
Любопытно, что угловые размеры Солнца и Луны приблизительно совпадают, что позволяет наблюдать корону Солнца во время его полного затмения.
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
если внимательно приглядеться, то на закате — солнце ещё и сплюснутое.. . и красное. это влияние сферической атмосферы
— более того когда мы видим солнце на горизонте, оно ниже горизонта!! !
а размер — это относительное понятие и связано с «аккомодацией» глаза и психологическим эффектом — солнце кажется больше над горизонтом по сравнению со зданиями на горизонте.. .
а в зените — маленькое по сравнению с птицами.. . и облаками
Это оптическая иллюзия. Солнце (да и луна тоже) соверщенно одинаковых размеров что в зените, что на горизонте. Просто в зените его размеры не с чем сравнить, поэтому оно кажется меньше.
Атмосфера вызывает РЕФРАКЦИЮ солнца. Рефрация наоборот УМЕНЬШАЕТ размер солнца по вертикали. С этой иллюзией она никак не связана. Так же из-за рефракии можно наблюдать восход солнца раньше чем он есть на самом деле, а закат — позже. Видимые размеры при этом не меняются ни капли.
Физически на закате солнце находится дальше от наблюдателя лишь на величину земного радиуса то-есть где-то 3000 метров. То есть оно дальше всего на 0,000002%. Вы эту величину даже прибором не почувствуете.
Источник
Почему Солнце на горизонте выглядит таким большим?
На фоне поразившей меня новости о том, что 3% населения России считают, что Земля плоская, я размышлял на космические темы и вспомнил, что очень давно хотел рассказать вам про иллюзию Луны.
___
❓ Почему Луна и Солнце на горизонте выглядят в несколько раз более крупными, чем в зените?
___
✍Есть много разных объяснений. Самое популярное связано с тем, что видимый размер Луны увеличивается за счет преломления лучей в атмосфере. Атмосфера, по данному мнению, выступает как увеличительное стекло. Критика этой версии связана с тем, что феномен атмосферной рефракции (преломление лучей в атмосфере) меняет видимое положение объекта в пространстве, но практически не влияет на его величину. Относительно реального положения Луны и Солнца мы всегда видим их смещенными в сторону зенита, это да, но размер объектов меняться не должен. При этом если провести эксперимент и измерить линейкой видимый размер Солнца в зените и на горизонте, то они будут примерно одинаковыми. Это тоже говорит не в пользу этой теории.
Так почему же мы любуемся красотой Солнца во время заката?
___
❗️ У этого явления есть психологическое объяснение.
Простыми словами можно сказать, что увеличение Солнца на горизонте – это простая оптическая иллюзия. Сейчас постараюсь по возможности просто объяснить, в чем она заключается.
___
❕ Одна из особенностей нашего восприятия связана с тем, что видимый размер предмета напрямую не связан с тем, сколько места на нашей сетчатке занято проекцией этого предмета.
___
❕ Простой пример. Двухлитровая бутылка воды, стоящая в метре от нас, может занимать 2% площади сетчатки нашего глаза. Если мы переставим бутылку на расстояние 10 метров от нас, то ее проекция на сетчатке будет занимать, к примеру, уже только 1% от площади всей сетчатки, но видимый размер бутылки при этом не изменится. Мы по-прежнему сможем оценить реальный размер этой бутылки за счет огромного количества других факторов. Психика не ориентируется только на проекцию предмета на сетчатке, она анализирует искривление хрусталика глаза, конвергенцию глаз, количество других объектов ДО видимого предмета, количество других объектов, которые помещаются на сетчатку ВМЕСТЕ с предметом, и т.д. После вот такой сложной аналитической работы мозг говорит: «да это же обычная двухлитровая бутылка, просто она далеко, потому выглядит маленькой», и запускает в сознание искаженный, увеличенный образ этой бутылки. Она кажется нам нормальной даже на большом расстоянии. А что будет, если мы поставим литровую бутылку ближе к нам, а двухлитровую – дальше от нас таким образом, чтобы их проекции на сетчатке по размеру не отличалась? Правильно, мозг увидит, что размер объектов на сетчатке одинаковый, а значит тот объект, который находится дальше, должен быть больше. И именно эта информация поступает в сознание, в следствие чего мы видим двухлитровую бутылку больше литровой несмотря на ее удаление. Вот такая вот сложная работа мозга.
___
❗️ Этот механизм называется константностью. Мы видим предметы такими, какие они есть, независимо от того, насколько далеко они от нас. Ни один человек не скажет, что самолет держится на воздухе только благодаря тому, что на такой высоте он реально становится настолько маленьким, насколько мы его таким видим с земли. Каждый человек в курсе реального размера самолета независимо от размера его проекции на сетчатке. Так вот, константность, по-видимому, играет ключевую роль и в иллюзии Луны/Солнца. Когда Солнце находится высоко на фоне чистого неба, то психика никак не может вычислить ни расстояние, ни реальный размер. Приходится ориентироваться только на размер проекции Солнца на сетчатке. А вот когда Солнце опускается на горизонт, то у психики появляется масса инструментов для оценки расстояния. Точнее, мозг видит, что, во-первых, даже самые далекие видимые объекты находятся ближе Солнца, а во-вторых, размер проекции Солнца на сетчатке зачастую больше, чем размеры проекций даже самых удаленных объектов. Что это значит для мозга? Это значит, что скорее всего это Солнце просто гигантское. В результате мозг выдает нам в сознание увеличенный образ.
___
❕ Как можно проверить действительность этого предположения? Когда увидите крупное Солнце, скройте все объекты с горизонта так, чтобы осталось одно Солнце на чистом (желательно безоблачном) небе (без земли, домов, деревьев), Солнце в течение нескольких секунд должно стать нормального размера.
Источник
Восход и закат Солнца
Временные отрезки, когда верхний край солнечного диска находится на линии горизонта, называются восходами и закатами. Причиной восхода и захода Солнца является вращение планеты вокруг звезды и собственной оси. Если бы Земля не имела шарообразную форму, не двигалась по орбите, то дневное светило постоянно стояло бы в зените. В таких условиях существование жизни на планете было бы исключено.
Что такое восход
Восход – временной отрезок, когда верхний край Солнца появляется над горизонтом. В астрономии под термином подразумевается полное прохождение солнечного диска через линию горизонта.
Под влиянием атмосферы земной наблюдатель видит восход немного раньше, чем при условии, если бы на планете отсутствовал атмосферный слой. Причем явление начинается раньше, когда наблюдатель перемещается на большую высоту.
С земной поверхности величина солнечного углового диаметра составляет 30 минут дуги (или 0,5°). Этот факт подразумевает, что длительность дня должна немного превышать половину солнечных суток. Но на длительность дня оказывает существенное влияние атмосферная рефракция.
Рефракция (или преломление) – искривление солнечных лучей, проходящих сквозь земную атмосферу. Восходящее солнце визуализируется примерно на 35 минут дуги выше, чем могло бы быть на планете без атмосферы. Поэтому для земного наблюдателя восход наступает раньше реального времени.
В результате рефракционного изменения:
- в экваториальных широтах день удлиняется примерно на 10 минут;
- в умеренных широтах – до 30 минут;
- в полярных областях – до 2 суток.
Что такое закат
Закат – физическое явление, подразумевающее уход верхнего края солнечного диска под горизонт. В астрономии под термином подразумевается полный процесс прохождения Солнца вниз через линию горизонта.
Время заката, как и восхода, сдвигается под влиянием атмосферной рефракции. Видимый с Земли закат наблюдается позже, чем происходит в действительности. Также время захода Солнца отодвигается, когда наблюдатель перемещается на высотное место.
Откуда восходит и куда заходит Солнце
Для большинства людей ответ очевиден: Солнце восходит на востоке, уходит за горизонт на западе. Но это обобщенное представление. В действительности восход строго на востоке и закат строго на западе бывает только 2 раза в год – при весеннем и осеннем равноденствии.
В остальное время года светило движется с севера на юг. Каждый день точки соприкосновения Солнца с горизонтом при восходе и закате немного смещаются. Во время июньского солнцестояния восход отмечается в максимальной северо-восточной точке. Далее изо дня в день светило восходит чуть южнее. Во время сентябрьского равноденствия садится Солнце точно на западе, поднимается точно на востоке.
В экваториальных широтах движение Солнца вне зависимости от сезона года происходит перпендикулярно горизонту.
Восход и закат – короткие этапы начала и завершения дня. Более длительны по времени сумерки – промежуточный этап становления дня ночью, и наоборот. Утренние сумерки – временной промежуток между рассветом и восходом, вечерние – между заходом и закатом. Длительность сумеречного периода определяется точкой наблюдения на планете, календарной датой.
При сумерках солнечный диск подходит снизу почти к самой линии горизонта, в результате чего световые лучи, частично попадающие в верхние атмосферные слои, достигают планетарной поверхности. В разных широтах длительность сумеречного периода неодинакова:
- на экваторе 20 – 30 минут;
- в умеренных широтах примерно 2 часа;
- в субполярных областях – несколько суток;
- в полярных областях до 3 недель.
Из-за вращения планеты в разных частях света время солнечных восходов и заходов неодинаково. Относительно Гринвича раньше всех восходы встречают не японцы, как многие думают, а острова Кирибати, находящиеся на крайнем восточном меридиане, позже всех – ближние к Аляске острова Алеутского архипелага, расположенные на крайнем западном меридиане.
Длительность светового времени суток непостоянна, следовательно, в течение года сдвигается время закатов и восходов. В северном полушарии летние дни длиннее зимних, в южном наоборот. Также длительность дня неодинакова в разных широтных зонах: с повышением широты дни укорачиваются.
График восходов и заходов для определенного сезона года и конкретной широты можно найти в календарях, а можно посмотреть на специальных сервисах в интернете.
Как отличить закат от рассвета
Когда восходит и заходит Солнце, наблюдается красивое оптическое явление – окрашивание неба и земной поверхности лучами в различные цвета. Причем визуально определить, где закатное небо, а где рассветное, можно по преобладающей гамме. Рассветные тона более нежные и холодные, с преобладанием розовых, лиловых, голубых оттенков. А на закате небо имеет насыщенные оттенки красного и желтого цвета, реже наблюдаются зеленоватые участки неба и освещенной земной поверхности.
Более глубокие и яркие цвета заката объясняются тем, что в течение дня земная поверхность нагревается, теряет влагу, воздушные потоки движутся быстрее, захватывая пылевые частицы. Проходя сквозь пылевую взвесь в атмосфере, закатный солнечный свет рассеивается, тускнеет, обретает красные оттенки. Обусловлено это тем, что красный цвет солнечного спектра, имеющий самую длинную волну, более устойчив к рассеиванию в запыленной и уплотненной атмосфере, чем коротковолновые холодные цвета. А за ночь воздушные слои очищаются, пыль оседает, и рассветное небо отличается большей чистотой и разнообразием оттенков.
Закаты и восходы – невероятное по красоте зрелище даже в городских условиях. Каждый день сотни фотографов в разных уголках планеты запечатлевают великолепие восходящего и заходящего Солнца, создают кадры, от которых сложно оторвать взгляд.
Источник