Учебники
Журнал «Квант»
Общие
Бялко А.В. Пепельный свет Луны //Квант. — 1994. — № 1. — С. 38-39.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «Квант»
Всем известно лунное сияние — отраженный лунной поверхностью свет Солнца. Но замечали ли вы слабое свечение Луны в ясные ночи новолуния — так называемый пепельный свет Луны? Оно уверенно наблюдается только в течение двух — трех ночей, близких к новолунию, когда серпик Луны достаточно узок и его свечение еще не мешает различить слабый свет остальной части лунного диска. Тогда диск слегка светится, заметно отличаясь от черного неба. Чем же вызвано это свечение?
Как вы, конечно, знаете, каждый месяц, а точнее через каждые 29,5 суток, взаимное положение Солнца, Земли и Луны почти повторяется. Слово «почти» связано с тем, что орбита Луны ненамного, всего на 6°. наклонена к плоскости земной орбиты и не является точно круговой. Но для нас эти неточности не будут иметь значения.
Посмотрите на рисунок — Солнце освещает Землю и обращающуюся вокруг нее Луну (вращение Земли и обращение Луны происходят в одном направлении). Солнце далеко, поэтому само оно не изображено, а его лучи показаны параллельными. Освещены половины земного и лунного шаров, на затемненной половине Земли — ночь. Конечно, лучше всего и наблюдать Луну ночью — если нет облаков, то свечение неба почти не мешает. Глядя на рисунок, легко понять, почему за месяц происходит смена фаз Луны: новолуния, первой четверти, полнолуния и последней четверти.
Кстати, знаете ли вы способ, как, поглядев на месяц, сразу сказать, в первой он четверти или в последней? (Разумеется, это детская задачка, но ведь труднее всего дать быстрый и правильный ответ, если есть всего две возможности. Наверное, многим известна такая «подсказка»: если к рожкам месяца мысленно приставить палочку и получится буква «Р», то месяц Растет (находится в первой четверти), а если буква «У», то он Убывает. А академик Ландау определял четверти Луны другим способом: «Если месяц хочется погладить, то он молодой» (ясно, что Ландау не был левшой).
Нелишне заметить, что оба эти правила не абсолютны: они придуманы людьми Северного полушария Земли, поэтому в Австралии, например, верны с точностью до наоборот, а в тропиках вообще не годятся — там месяц висит рогами вверх или вниз. Но есть способ, годящийся для всех широт Земли: если вы видите месяц Утром, то он Убывает, а если Вечером — то Возрастает. Посмотрите на рисунок, и вы поймете сами, почему это так. Рисунок дает вид системы «Земля — Луна» как бы с Северного полюса, или лучше сказать — от Полярной звезды, а чтобы представить вид с Южного полюса, от созвездия Южный Крест, надо посмотреть на рисунок в зеркало.
С помощью рисунка нетрудно также понять, что дополнительная подсветка Луны — ее пепельный свет — обусловлена светом Солнца, отраженным Землей. Свечение особенно эффективно в новолуние, когда Луна темна, а все земное полушарие, видимое с Луны, освещено Солнцем. Попробуем рассчитать, во сколько же раз пепельный свет Луны слабее ее обычного света.
Для этого нам понадобится знать, как отражают свет Земля и Луна. Их поверхности рассеивают падающий свет, но рассеивают его неравномерно по разным направлениям. Поэтому чтобы точно вычислить, каково отношение яркостей наблюдаемых одновременно пепельного света Луны и света тонкого рожка лунного месяца, надо знать, как именно рассеянный свет распределяется по направлениям. Эта задача очень трудная. Но можно довольно легко рассчитать отношение этих яркостей в полнолуние — в обоих случаях рассеяние происходит подобным образом, преимущественно назад, поэтому можно сравнивать не яркости, а полные потоки света.
Доля солнечного света, отраженная небесным телом обратно в космос, называется альбедо. От Земли свет отражается ее атмосферой, особенно сильно облаками, закрывающими около половины земной поверхности. В среднем альбедо Земли близко к AZ = 30%, хотя и немного варьируется в зависимости от того, день или ночь над Тихим океаном, занимающим почти полушарие. У Луны атмосферы нет, а породы ее поверхности темные — они поглощают большую часть падающего на них света. В среднем альбедо Луны равно AL = 8%.
Мощность лунного света, попадающая на Землю, конечно, зависит от фазы Луны. В полнолуние с Земли видна вся освещенная Солнцем половина Луны, в первой и последней четверти видна только ее часть, а в новолуние мы можем видеть только темную сторону Луны — ее пепельный свет.
От Солнца исходит излучение, поток энергии которого, падающий на Землю, равен S0 = 1360 Вт/м 2 . Поскольку расстояние между Землей и Луной много меньше расстояний от них до Солнца, можно считать, что на Землю и на Луну падают одинаковые потоки солнечного света. Рассчитаем полные мощности солнечного света, отраженного Луной и Землей. Если RL — радиус Луны, то на нее падает световая мощность \(
S_0 \pi R^2_L\), а отражается
F_L = A_L S_0 \pi R^2_L\) .
Аналогично, полная мощность солнечного света, отраженного от Земли, равна
F_Z = A_Z S_0 \pi R^2_Z\) .
Примем теперь Землю за точечный источник, равномерно излучающий отраженный ею свет в полусферу (здесь есть небольшая неточность). Тогда поток энергии, падающий на Луну, будет равен \(
S_1 = \frac
Теперь вычислим ее отношение к мощности света Луны в полнолуние и получим простую формулу:
Поскольку геометрия отражения в обоих случаях одинакова, то соотношение, выведенное для мощностей света, справедливо и для яркостей света: пепельный свет Луны слабее ее отраженного света примерно в 24 тысячи раз. Наш глаз устроен так, что он может, прищурясь, недолго смотреть на ослепительный диск Солнца, рассматривать освещенную Солнцем Луну, световая мощность которой меньше в 2,5 миллиона раз (\(
A_L \frac
Но почему же мы так редко замечаем пепельный свет Луны? Дело в том, что его мешает различить на фоне неба свечение земной атмосферы. Если наблюдение ведется под утро или не очень поздно, свет атмосферы вызван рассеянием на больших высотах солнечного света, а глубокой ночью небо светится из-за уличного освещения городов. Свой вклад вносит и сам серпик месяца — при толстом месяце в первой или последней четверти он достаточно велик, чтобы затмить пепельный свет темной, неосвещенной Солнцем, части Луны. Легко понять, что свечение неба резко возрастает даже при легкой облачности или дымке. Поэтому наблюдать пепельный свет Луны можно только в очень ясные ночи и при очень узеньком серпике месяца.
Источник
Каким бывает свет луны:
(определения приводятся в именительном падеже)
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: обслюнить — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Ассоциации к слову «свет»
Ассоциации к слову «луна»
Синонимы к словосочетанию «свет луны»
Предложения со словосочетанием «свет луны»
- Лестницу на второй этаж освещал тусклый свет луны, по ступеням скользили косые тени оконных переплётов.
Цитаты из русской классики со словосочетанием «свет луны»
- Река, загроможденная белым торосом, слегка искривилась под серебристым и грустным светом луны , стоявшей над горами. С того берега, удаленного версты на четыре, ложилась густая неопределенная тень, вдали неясно виднелись береговые сопки, покрытые лесом, уходившие все дальше и дальше, сопровождая плавные повороты Лены… Становилось и жутко, и грустно при виде этой огромной ледяной пустыни.
Значение слова «свет»
СВЕТ 1 , -а (-у), предл. в све́те, на свету́, м. 1. Электромагнитное излучение, воспринимаемое глазом и делающее видимым окружающий мир. Солнечный свет. Свет луны. Свет свечи. Луч света. Скорость света. Преломление света. Свет и тьма.
СВЕТ 2 , -а, м. 1. Земля со всем существующим на ней, мир 1 , вселенная. Части света. Путешествие вокруг света. (Малый академический словарь, МАС)
Значение слова «луна»
ЛУНА́ , -ы́, мн. лу́ны, ж. 1. ( в терминологическом значении с прописной буквы). Небесное тело, естественный спутник Земли, светящийся отраженным солнечным светом. Исследование Луны. Полеты на Луну. Серп луны. Затмение луны. (Малый академический словарь, МАС)
Источник
Почему лунный свет не тот же цвет, что и солнечный свет?
Свет от луны — это свет, отраженный от солнца. Солнце в космосе белое. Но на Земле, когда свет фильтруется через атмосферу, свет кажется желтым. Итак, почему лунный свет белый сквозь атмосферу?
Свет от луны — это свет, отраженный от солнца.
Это как минимум одна причина, по которой вы не должны ожидать, что Луна будет иметь такой же цвет. Солнечный свет, падающий, например, на синий объект, будет казаться преимущественно синим и похожим. Таким образом, цвет, который мы могли бы ожидать увидеть от Луны, будет регулироваться свойствами цвета поверхности Луны.
Поскольку это происходит, лунный реголит имеет по существу серый цвет (т. Е. Нейтральный), поэтому он более или менее отражает спектр, который он получает.
Нет это не так. Есть несколько причин.
Солнце является исключительно ярким объектом (для нас) и насыщает наше цветовое зрение, так что кажется, что оно белое, когда мы смотрим на него напрямую.
ВС на самом деле желтая звезда . Это пики спектра в (визуальном) сине-зеленом диапазоне. Есть звезды, которые имеют красный или синий цвет.
Белый хитрый. Белый — это воспринимаемый цвет. В спектре ЭМ нет «белой» длины волны. Белый — это баланс между тремя различными цветовыми сенсорами, которые использует ваше человеческое зрение. Само Солнце не белое, потому что сочетание цветов «белый», для которого мы сбалансированы, основано не на свете от Солнца в космическом вакууме, а на свете, который достигает поверхности Земли, а также на том, что отражается от него. Земля (которая является частью окружающего освещения, которое мы обычно испытываем).
почему лунный свет белый сквозь атмосферу?
Прошлой ночью мне показалось красивое чистое небо вокруг моей лесной шеи, и Луна казалась мне желтой. Это будет зависеть от вашего местоположения и атмосферных условий, а также от вашего личного восприятия цвета.
Отраженный лунный свет на самом деле слегка покраснел по сравнению с падающим солнечным спектром ( Ciocca & Wang 2013 ). Тот же самый свет тогда передан через атмосферу точно так же, как солнечный свет.
Любая феноменология (который появляется оспаривается) в соответствии с требованием в вопросе чисто вплоть до нюансов нашего восприятия цвета.
Рисунок 8: Усредненные геометрические альбедо луны, измеренные GOME за июль 1995 г., ноябрь 1995 г. и сентябрь 1996 г.
Удивительно, но лунный свет на самом деле немного теплее, чем солнечный свет, так как отражательная способность луны выше для более длинных волн.
Тем не менее, в ясные ночи, когда полная луна высоко в небе (как можно меньше атмосферного влияния), ландшафт вокруг нас кажется голубоватым из-за эффекта Пуркинье : при низких уровнях освещенности наша чувствительность к красному цвету уменьшается (поскольку наша система зрения постепенно переключается с дневного света (колбочек) на ночное видение (с помощью палочек).
Да, поверхность луны достаточно яркая, и ее цвет хорошо виден (не искажен эффектом Пуркинье). Так как же это связано с вопросом , где мы спрашиваем о цвете лунного света? На мой взгляд, мы склонны воспринимать общее впечатление от цвета, глядя на окружающую среду, а не только на источник света.
Вот почему солнечный свет выглядит «теплым» (более желтым), а лунный свет — «холодным» (более синим — потому что наше цветовое восприятие изменяется из-за недостаточного уровня освещенности), даже если реальные цвета практически одинаковы.
На самом деле, это может даже стать реальной проблемой при съемке с очень большой выдержкой ночью! Они выглядят почти как фотографии дневного света, разрушая предполагаемую атмосферу тайны.
Объективно фотография верна, но это не то, что мы видим своими глазами . Добавьте немного синего оттенка, и чувство ночи вернется.
Пример: (обратите внимание на звезды, это, конечно, не фотография дневного света!) Абрахим Асад — Матимаго Фанни Атири, Пляж Фувахмула в ночь полнолуния при длительной экспозиции (CC BY-ND 2.0)
Я согласен с комментарием Джека, это отчасти заблуждение и вечеринка из-за того, как работают палочки и шишки.
В книге « При свете серебристой Луны: факты и вымысел » (откуда были получены иллюстрации и цитаты) Марко Чоккой и Цзин Ваном они объясняют:
Страница 365: «Стержни эффективно дальтоники. Скотопическое зрение имеет более высокую чувствительность к уровням света, чем фотопик, но фактически дальтоник. Мы свернули спектр солнечного света, показанный на рисунке 5, с фотопическим ответом выше, и результат показан на рисунке 8.
Рисунок 8: Восприятие солнечного и лунного света нашими глазами.
В дневное время четко доминирует фотопическое зрение, и результирующее спектральное распределение воспринимаемого света, даже без учета отсутствия синих компонентов солнечного спектра из-за рассеяния в атмосфере, явно смещается в сторону желто-зеленого (560 нм), поскольку чувствительность конуса смещена к этой части видимого спектра $ ^ <[20]>. Чувствительность ниже 450 нм незначительна, а пик при 560 нм возвращается к нулю при 700 нм. Поэтому солнечный свет кажется наиболее сильным около 560 нм (желто-зеленый, цвет теннисных мячей, что неудивительно), и именно поэтому мы думаем о солнечном свете как о золотом.
[ 16 , 17 ] ‘ role=»presentation»> [ 16 , 17 ] [ 3 ] ‘ role=»presentation»> [ 3 ]
[ 6 ] ‘ role=»presentation»> [ 6 ] [ 20 ] ‘ role=»presentation»> [ 20 ] [ 3 ] ‘ role=»presentation»> [ 3 ]
Примечание: рисунок 5 сам по себе вводит в заблуждение из-за вышеприведенного объяснения и этого текста в документе, который объясняет рисунок 5:
Страница 363: «Мы также сравнили Луну на высоте 57 ° со спектром солнечного света на рисунке 5, который нормирован так же, как и на рисунке 4. Поскольку прямой солнечный свет повредит спектрометр, данные были собраны с помощью телескопа-спектрометра, направленного в разумное направление на столь же маленьком угловом расстоянии от Солнца, как и в разумных пределах. Мы сделали это, чтобы защитить прибор, одновременно пытаясь минимизировать атмосферные воздействия.
Данные, представленные на рисунке 5, должны быть компенсированы и свернуты со спектром зрения в светлых и темных условиях, как показано на рисунке 8.
[3] Ханн С.М., Паттанаик С.Н. 2004 Моделирование смещения синего цвета в освещенных лунным светом сценах при взаимодействии с колбочками J. Видение 4 316
[6] Naylor J 2002 Out of the Blue, 24-часовой путеводитель Skywatcher (Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета), стр. 7–11, 86–87, 195–197.
[16] Стокман А. и Шарп Л.Т. 2006 В сумеречную зону: сложности мезопического зрения и светоотдачи. Офтальмологический физиол. Оптик 26 225–39
[17] Покорный Дж. И Цао Д. 2010 Вклад палочек и колбочек в микроскопическое зрение. CIE (Int. Комиссия по освещению) Conf. Качество освещения и энергоэффективность, (Вена)
[20] Cornsweet TN 1970 зрительного восприятия (Нью-Йорк: академический) С. 145-8
Источник