О вопросе, почему Луна и Солнце кажутся нам большими при восходе или заходе, чем тогда, когда они находятся на некоторой высоте?О трудностях, которые встречаются при попытках объяснения этого явления
Было бы, конечно, нелепо сделать вывод, что Луна на самом деле увеличивается в объеме, когда появляется у горизонта, и уменьшается, когда поднимается выше. Помимо того, что такая мысль была бы абсурдной сама по себе, нужно отметить еще, что, когда Луна появляется перед нами па горизонте, другим обитателям Земли она представляется стоящей выше и соответственно меньших размеров. Однако такое, безусловно, невозможно — чтобы одно и то же тело в одно и то же время было и больше, и меньше.
Столь же смехотворной была бы попытка объяснить это странное явление, предположив, что Луна к нам ближе тогда, когда она появляется у горизонта, чем тогда, когда она поднимется высоко (поскольку несомненно, что один и тот же объект представляется нам тем крупнее, чем ближе к нам он находится, и В. В. известно, что, чем более удален от нас какой-нибудь объект, тем меньше его видимые размеры; именно по этой причине звезды кажутся нам столь ничтожно малыми, хотя их истинные размеры огромны).
Однако, сколь бы правдоподобным ни казалось такое предположение, оно не может быть верным. Более того: Луна, когда она восходит или заходит, несколько дальше от нас, чем когда она стоит высоко. Вот тому доказательство.
Пусть окружностьABDизображает Землю, и Луна находится в точке L. В таком случае обитатель Земли, находящийся в пункте А, будет наблюдать Луну в зените, т. е. в самой высокой точке неба. Другой же, находящийся в пункте Д где прямаяDL касается земной поверхности, в это же самое время будет видеть Луну на горизонте.
Итак, чем глубже мы исследуем это явление, тем более странным находим его и тем в большей степени заслуживает оно нашего внимания, ибо несомненно, что в действительности Луна, находясь у горизонта, должна была бы нам казаться меньше, будучи более удаленной, тогда как все единодушно утверждают, что Луна в это время кажется значительно больше. Это противоречие бросается в глаза и даже как будто опровергает все законы, установленные оптикой, которые, однако же, доказаны столь же хорошо, как и законы геометрии.
Я надеюсь, что показал с полной отчетливостью то затруднительное положение, в котором мы пребываем, пытаясь разрешить этот вопрос, чтобы тем
убедительнее доказать В. В. необходимость преодоления возникших трудностей, весьма серьезных.
Для начала, не задаваясь исследованием всеобщего мнения о необычайно больших размерах Луны, когда она у горизонта, я остановлюсь на основном вопросе: в самом ли деле видимые размеры Луны, когда она близко к горизонту, увел ич и ваются ?
В. В. известно, что существуют весьма надежные методы точно измерять видимые диаметры небесных тел, выражая их в градусах и минутах пространства, за-нимаемого ими в небе, или, что то же самое, измерив уголEOF,образованный прямыми ЕО иFO,проведенными через противоположные края Луны к глазу О наблюдателя. Этот уголEOFназывают видимым диаметром Луны. Имеются и инструменты, специально предназначенные для того, чтобы точно измерить этот угол; если измерить с их помощью диаметр Луны сначала во время ее восхода, а затем — когда она поднимается высоко в небо, то обнаружим, что в первом случае этот диаметр немного меньше. Так оно и должно быть из-за того, что расстояния неравны. Никаких сомнений по этому поводу не возникает; но именно поэтому затруднение, в котором мы пребываем, вместо того чтобы уменьшиться, скорее, напротив, усугубляется, и мы спрашиваем себя тем настойчивее, почему же все-таки Луна, когда она восходит или заходит, всем кажется больше, хотя ее видимый диаметр именно тогда является наименьшим? И в чем причина этого всеобщего заблуждения, которому подвержены все люди без единого исключения? Астроном, прекрасно знающий, что видимый диаметр Луны в это время — наименьший, поддается этому обману зрения точно так же, как самый невежественный простак.
Источник
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 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
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