Почему изменяются видимые на небе размеры Солнца и Луны?
В книге “Свет и цвет в природе”, написанной бельгийского астрономом Марселем Миннартом находим.
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.
По ссылке можно узнать много интересного и о других иллюзиях, связанных с небосводом, звездами, Солнцем и Луной. Впрочем, там можно найти описание множества красивых и интересных природных явлениях.
Эффект имеет чисто физическую природу и называется рефракцией света, когда солнце на горизонте, свет проходит более длинный путь в атмосфере. На данной фотографии эффект усилен съемкой с длиннофокусным телеобъективом.
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» .
Получение изображения Солнца
при помощи стекла от очков
с большим фокусным расстоянием.
Солнце и Луна близ горизонта кажутся в 2,5-3,5 раза больше, нежели высоко в небе. Различие между физическим и психологическим явлением оказывается поразительным! В сумерки и при облачном небе эффект бывает еще значительнее.
Кажущееся возрастание размеров заходящего Солнца поражает нас на равнине много больше, чем в горах; на море, однако, это возрастание невелико. Звезды тоже кажутся на горизонте больше; даже фигуры Гайдингера (§ 200) кажутся в таком положении вдвое шире и длиннее, чем когда светила располагаются высоко в небе.
Были предприняты попытки свести описанное выше явление к кажущейся сплюснутости небесного свода. Идея состоит в том, что мы представляем себе Солнце и Луну на таком же расстоянии от нас, как и окружающее их небо; поэтому низкое Солнце покажется нам во много раз дальше, чем высокое, а поскольку его угловой диаметр остается одинаковым, постольку бессознательно мы приписываем Солнцу в несколько раз большую величину. Из рис. мы видим, что при одинаковом для обоих положений угле α (α1 = α2)
Кажущиеся размеры Солнца и Луны в самом деле колеблются в той или иной мере пропорционально расстоянию до небесного свода. Близость облаков (но не наземных предметов, вырисовывающихся на горизонте) приводит к тому, что низкое Солнце кажется больше; причина здесь в том, что облачное небо выглядит более сплющенным, нежели безоблачное, и следовательно, гораздо более отдаленным от нас у горизонта, а мы невольно отодвигаем Солнце настолько, чтобы не могло возникнуть и мысли, будто оно находится перед облаками.
Причина этой иллюзии не столько в том, что высоко в небе не с чем сравнивать (ведь бывают же там облака) , а в присущем нашему зрительному восприятию чувстве перспективы. Вспомним: на земле линии сходятся к горизонту – рельсы железной дороги, линии проводов, обочины шоссе и т. д. Это явление называется линейной перспективой.
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 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
Размеры Солнца непрерывно уменьшаются?
Истинный диаметр Солнца может оказаться меньше, чем считалось до сих пор, сообщает журнал New Scientist. Если наблюдения швейцарских астрономов получат подтверждение, многие устоявшиеся взгляды на стандартную модель Солнца, сформировавшиеся в середине XX века и описывающие строение дневного светила, его эволюцию и продолжительность жизни, придется пересмотреть. Солнце может потухнуть раньше, чем считалось до сих пор.
К такому выводу пришла группа швейцарских ученых под руководством Маргит Габеррайтер из солнечной обсерватории World Radiation Centre в Давосе.
Свои измерения ученые основывают на методах гелеосейсмологии. По их оценкам, диаметр Солнца примерно на 0,04% меньше, чем считалось ранее. Но чтобы пояснить суть открытия (скорее, даже заявки на открытие), следует вкратце пояснить, что в астрономии понимают под понятием «диаметр солнца».
Как и любая другая звезда (наше светило относится к желтым карликам спектрального класса G2), Солнце не имеет твердой поверхности. Это шар раскаленных газов: около 3/4 всей массы Солнца приходится на водород, порядка 1/4 — на гелий. Остальные элементы в отдельности составляют лишь малые доли процента.
Начиная примерно с 40-х годов прошлого века за поверхность Солнца принято считать тот его слой, в котором формируется непрерывный спектр излучения, так называемую фотосферу. Фотосфера значительно плотнее вышележащих слоев и существенно непрозрачна для оптического излучения: она поглощает и затем переизлучает вовне энергию, поступающую из недр звезды.
Все слои, лежащие выше, принято считать атмосферой звезды. Согласно некоторым теориям, все внутренние планеты Солнечной системы, включая Землю, погружены во внешние, холодные слои солнечной атмосферы.
Предыдущие значения диаметра светила были основаны на точном измерении продолжительности солнечных затмений, а также прохождения Меркурия и Венеры по диску Солнца. В настоящее время в большинстве справочников фигурирует цифра 695, 990 километров (около 109 поперечников Земли).
При этом скрупулезный анализ многолетних наблюдений дал неожиданные результаты: в XVII веке его диаметр превышал нынешний примерно на 2000 километров, то есть на 0,1%.
Кроме того, было установлено, что размер солнечного шара — величина не постоянная: около 15 лет назад астрономы обнаружили, что Солнце «худеет» и «полнеет» на несколько километров каждые 2 часа 40 минут, причем этот период сохраняется строго постоянным. С периодом 2 часа 40 минут на доли процента меняется и светимость Солнца, то есть излучаемая им энергия.
Предварительные результаты, возможно, указывают на то, что радиус Солнца за несколько лет на фазе роста текущего 23-го солнечного цикла (продолжительностью 11 лет) уменьшился на 4-6 километров, убывая в среднем на 1-2 ккилометра в год.
Но из наблюдений известно: в годы максимума своей активности Солнце излучает несколько больше энергии, чем в годы минимума. Раньше этот эффект объясняли увеличением площади его поверхности в результате расширения.
Но последние наблюдения показывают, что светило постоянно уменьшается в размерах, но при этом количество энергии, излучаемой в максимумах, остается примерно одинаковым.
Меняются ли при этом интенсивность лучистого переноса энергии между ядром и конвективной зоной, а также собственная потенциальная энергия в поле тяжести? Или по каким-либо причинам периодически усиливается и ослабляется вынос энергии к поверхности Солнца из конвективной зоны, а более глубокие недра остаются не вовлеченными в эти процессы?
Мы до сих пор не знаем, в каком виде поступает дополнительная энергия к поверхности Солнца, прежде чем излучиться.
Источник
С какой скоростью уменьшается диаметр солнца?
На сегодня считается, что диаметр Солнца составляет 109 диаметров Земли или примерно 1,4 миллиона километров. Но точные размеры нашего светила определить не так-то просто. Все дело в том, что внешние слои Солнца могут менять свой размер — сокращаться или увеличиваться. Из-за сезонных процессов толщина внешней оболочки звезды — короны — может увеличиваться, например, из-за притока вещества из недр. Диаметр также может немного сокращаться, так как часть солнечного вещества уносится вместе с вспышками. Но все эти изменения не существенны и заметить их эффект на реальной толщине солнечной короны крайне сложно.
А между тем диаметр Солнца напрямую влияет на множество физических расчетов. Например, от него зависит время жизни нашей звезды. Ранее ученые с помощью более современного оборудования провели оценку диаметра Солнца. Выяснилось, что он на 0,04% меньше, чем считалось ранее. Этот факт существенно скажется на современной астрономии и заставит пересмотреть значительную часть расчетов и теорий. В том же исследовании ученые показали, что в среднем диаметр Солнца уменьшается на 1-2 километра в год. Помимо этого, у нашей звезды есть цикл: каждые 2 часа 40 минут ее диаметр и светимость сначала уменьшается, а затем возрастает обратно. Какие процессы за этим стоят, пока до конца не понятно.
2 4 · Хороший ответ
Такими темпами через 1,5млн лет солнце уменьшится в диаметре в 0 😉
Что то не так в расчетах.
Километр в год в масштабах Солнца это ничтожно малая величина. Ее невозможно вычислить, т.к. у Солнца нет четко очерченных границ. Выжигая водород в своих недрах Солнце будет только увеличиваться в диаметре с годами.
Источник