луна в зените что это значит
Луна в зените что это значит
9. Луна в зените
А Когда угловой диаметр Луны больше: когда она находится вблизи зенита или вблизи горизонта?
Б Вообще Луна у горизонта выглядит более крупной, чем на большой высоте. Но мы знаем, что это оптический обман. Ведь Луна и в зените, и на горизонте одна и та же. Более того, в тот момент, когда мы видим ее большой на горизонте, где-то кто-то другой видит ее маленькой в зените. Не может же она одновременно быть и большой, и маленькой!
Таков ответ большинства читателей, и в нем все логично, кроме последней фразы. По мнению автора, угловые размеры Луны у горизонта в действительности меньше, чем у зенита. А как думаете вы?
В Угловые размеры Луны определяются ее линейными размерами М и расстоянием до наблюдателя. Пусть в данный момент расстояние между центрами Земли и Луны 380 000 км (в силу эллиптичности орбиты Луны это расстояние меняется в пределах между 363 300 и 405 500 км). Тогда от наблюдателя А (рис. 6), видящего Луну у самого горизонта, расстояние до Луны тоже равно приблизительно 380 000 км (AO1 ≈ OO1). Однако наблюдатель В, видящий Луну в зените, находится ближе к ней приблизительно на величину радиуса земного шара R ≈ 6380 км:
Следовательно, угловые размеры Луны для наблюдателя В больше, чем для наблюдателя А (α1 > α2), приблизительно во столько раз, во сколько ВО1 меньше АО1 т. е. на 1,7%.
Рис. 6
Отметим, что в наших широтах увидеть Луну в зените, нельзя. Солнце в зените может увидеть наблюдатель в широтах ± 23,5° (угол наклона плоскости эклиптики к плоскости экватора). Поскольку плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики приблизительно на 5°, то Луну в зените можно увидеть в широтах ± 28,5°.
На широте Ленинграда Луна иногда поднимается на 58,5° над горизонтом. Этого вполне достаточно для проявления как субъективного эффекта уменьшения диаметра Луны с высотой, так и объективного обратного эффекта.
Рефракция, приводящая к заметному сжатию вертикального диаметра Луны, находящейся очень близко к горизонту, дополнительно усиливает эффект, рассмотренный в задаче.
Задача 9. Луна в зените
Пётр Маковецкий. Смотри в корень! Сборник любопытных задач и вопросов
Когда угловой диаметр Луны больше: когда она находится вблизи зенита или вблизи горизонта?
Вообще Луна у горизонта выглядит более крупной, чем на большой высоте. Но мы знаем, что это оптический обман. Ведь Луна и в зените, и на горизонте одна и та же. Более того, в тот момент, когда мы видим ее большой на горизонте, где-то кто-то другой видит ее маленькой в зените. Не может же она одновременно быть и большой, и маленькой.
Таков ответ большинства читателей, и в нем все логично, кроме последней фразы. По мнению автора, угловые размеры Луны у горизонта в действительности меньше, чем у зенита. А как думаете вы?
Угловые размеры Луны определяются ее линейными размерами и расстоянием до наблюдателя. Пусть в данный момент расстояние между центрами Земли и Луны 380 000 км (в силу эллиптичности орбиты Луны это расстояние меняется в пределах между 363 300 и 405 500 км). Тогда от наблюдателя A (рис. 6), видящего Луну у самого горизонта, расстояние до Луны тоже равно приблизительно 380 000 км (AO1 ≈ OO1). Однако наблюдатель B, видящий Луну в зените, находится ближе к ней приблизительно на величину радиуса земного шара R ≈ 6380 км:
Следовательно, угловые размеры Луны для наблюдателя B больше, чем для наблюдателя A (α1 > α2), приблизительно во столько раз, во сколько BO1 меньше AO1, т.е. на 1,7%.
Разумеется, все эти расчеты верны лишь в пределах одного дня. Эллиптичность орбиты Луны может привести к тому, что для одного и того же наблюдателя Луна в зените сегодня будет меньше Луны у горизонта две недели назад. Однако за время перехода Луны от горизонта к зениту (порядка четверти суток) расстояние Земля – Луна меняется меньше, чем на радиус Земли.
Отметим, что в наших широтах увидеть Луну в зените нельзя. Солнце в зените может увидеть наблюдатель в широтах ±23,5° (угол наклона плоскости эклиптики к плоскости экватора). Поскольку плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики приблизительно на 5°, то Луну в зените можно увидеть в широтах ±28,5°.
На широте Ленинграда Луна иногда поднимается на 58,5° над горизонтом. Этого вполне достаточно для проявления как субъективного эффекта уменьшения диаметра Луны с высотой, так и объективного обратного эффекта.
Рефракция, приводящая к заметному сжатию вертикального диаметра Луны, находящейся очень близко к горизонту, дополнительно усиливает эффект, рассмотренный в задаче.
astro-talks
форум для любителей астрономии
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Модератор: Ernest
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Ernest » 23 янв 2012, 10:30
Действительно при первом же взгляде мы удивляемся огромному диску Луны или Солнца на закате или восходе, в то время как высоко над горизонтом он совсем не поражает воображение. Встречаются забавные науко-подобные объяснения этого явления, например, его связывают увеличивающим действием атмосферы вблизи горизонта. На самом деле это сугубо иллюзорный факт. Простейшие угловые измерения показывают, что по сравнению с зенитом, изменение видимого углового размера диска Луны/Солнца у горизонта ничтожно (диски светил у горизонта вследствие дифференциальной атмосферной рефракции «плющит», то есть сжимает по вертикали, кроме того Луна у горизонта на 7 тыс. км. дальше от нас чем в зените) и ни как не может быть объяснением феномена. Очевидно, что Луна у горизонта нам только представляется огромной! Эффект сугубо психологический.
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Ernest » 30 янв 2012, 11:18
Что за яркая звезда стала светить мне в окно по вечерам?
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Ernest » 28 апр 2012, 08:58
Каким должен быть телескоп, чтобы увидеть звезды не как точки, а в виде пусть бы и маленьких, но дисков?
Звезды и так в телескоп не видны именно в виде точек. Дефекты оптики, дифракция на краях объектива телескопа, возмущения атмосферы приводят к тому, что изображения звезд размываются и видны в телескопы как пятна более-менее регулярной, часто довольно прихотливой формы. Однако эти пятна имеют мало общего с изображением собственно дисков звезд. Для того, чтобы зафиксировать диски звезд надо преодолеть пределы разрешения накладываемые несовершенствами оптики телескопа и атмосферы. На современных крупных телескопах это решается при помощи так называемой адаптивной оптики, когда форма зеркала подстраивается под те возмущения, которые возникают на пути света к фотоприемнику. Это очень сложная и высоконаучная техника, но и она не в силах преодолеть предел накладываемый волновой природой света. Телескоп для построения изображения использует только ту часть света, испущенного объектом наблюдения, которая проходит через его объектив (главное зеркало). То есть получает только частичную информацию об объекте. Эта частичность, связанная с ограниченными размерами объективов телескопов (их входной апертуры), и приводит к проявлениям дифракции, которая замыливает самые тонкие детали изображения. Чем входная апертура телескопа больше, тем проявления дифракции меньше и тем больше шансов различить диски самых близких к нам звезд.
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Ernest » 09 дек 2012, 10:50
Есть-ли какие-то астрономические предпосылки
для «Конца Света» 21-го декабря 2012 года?
Солнце как обычно в этот день проецируется на область Млечного Пути окружающую знаменитые туманности «Лагуна» и «Трехраздельная».
Планеты Солнечной системы также имеют ни чем не примечательную конфигурацию: Марс в Стрельце примерно в 25 градусах впереди (к востоку от) Солнца, Меркурий в Змееносце в 15 градусов позади (к западу от) Солнца, Венера в Скорпионе в 23 градусах позади Солнца, Сатурн в Деве в 50 градусах позади Солнца, Юпитер в Тельце в оппозиции к Солнцу, Луна в первой четверти в Рыбах.
В этот день будет на исходе метеорный поток Гемениды и примерно в максимуме не очень интенсивный поток Урсид.
На верхней границе ковша Большой Медведицы можно будет наблюдать умеренно яркую телескопическую комету C/2012 K5 LINEAR.
Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Ernest » 13 янв 2013, 11:04
Видны-ли звезды на дневном небе из колодца (через печную трубу)?
Re: Самые частые «астрономические» вопросы и мифы
Сообщение Plinius » 12 мар 2013, 16:23
Тоже вроде как по теме, если кто не читал.
Почему звезды в ясную морозную погоду мерцают?
Сообщение Ernest » 02 янв 2015, 09:04
Почему звезды мерцают?
Понимая теперь природу мерцания звезд, можно делать какие-то выводы и в отношении этого явления.
Яркие звезды заметнее мерцают и переливаются цветами радуги просто ввиду особенностей зрения, которому труднее уследить быстропеременные изменения блеска и цвета тусклых объектов.
Мерцание тем интенсивнее, чем более неустойчива погода, интенсивнее восходящие и нисходящие потоки в атмосфере.
Ну а как-же планеты?
Почему блеск планет более устойчив и в меньшей степени поддается динамике неоднородностей атмосферы? Хотя планеты и представляются невооруженному глазу точечными объектами сродни звездам их угловой размер во много тысяч раз больше чем у звезд. Скажем, Юпитер это диск угловым диаметром около 40 угловых секунд (диски даже самых близких звезд видны под углом в тысячные доли угловой секунды). Для того, чтобы заставить его мерцать, надо, чтобы все точки этого диска синхронно попали под действие одной и той-же воздушной линзы. То есть эта «линза» на расстоянии 5 км (типичная высота на которой локализуется слой воздушных линз) должна иметь размер более 1 метра, в то время как типичный их размер много меньше (порядка 200 мм). То есть различные части диска Юпитера находятся под воздействием независимых воздушных линз разной силы и знака, их усредненное действие приводит к тому что глаз получает от этой планеты примерно одну и ту-же сумму света.
Почему луна на горизонте кажется больше, чем в зените
Содержание статьи
Некоторые тайны Луны еще ждут своей разгадки. Ученые предлагают разные гипотезы, но ни одна не объясняет всего. Одна из таких загадок – явление, известное как «иллюзия Луны».
Иллюзия Луны
Данное явление может наблюдать каждый, и для этого не нужен телескоп, достаточно ясного неба. Если посмотреть на ночное светило во время его восхода или захода, т.е. в то время, когда Луна видна низко над линией горизонта, а затем взглянуть на нее в зените, нетрудно заметить, что диаметр лунного диска меняется. Низко над горизонтом она выглядит в несколько раз больше, чем высоко в небе.
Разумеется, сам размер Луны измениться не может, меняется лишь то, как она выглядит с точки зрения земного наблюдателя.
Как объяснить
Попытки объяснить данное явление предпринимались еще в Древней Греции. Именно тогда была высказана мысль, что в иллюзии повинна атмосфера Земли, но современные ученые с этим не согласны. Лучи небесных светил действительно преломляются в атмосфере, но видимый размер Луны у горизонта из-за этого не увеличивается, а уменьшается.
Разгадку «увеличения» и «уменьшения» Лугы следует искать не столько в физических явлениях, сколько в особенностях человеческого зрительного восприятия. Доказать это можно с помощью простейшего опыта: если закрыть один глаз и посмотреть на какой-нибудь маленький предмет (например, монету) на фоне «большого» лунного диска над горизонтом, а затем – на фоне «маленькой» Луны в зените окажется, что соотношение размеров диска и этого предмета не изменилось.
Одна из гипотез связывает «увеличение» лунного диска с сопоставлением его с земными ориентирами. Известно, что чем больше расстояние от наблюдателя до объекта, тем меньше проекция объекта на сетчатку, тем «меньше» он с точки зрения наблюдателя. Но зрительному восприятию свойственна константность – постоянство воспринимаемого размера объектов. Отдаленный объект человек видит именно как отдаленный, а не маленький.
Лунный диск, находящийся низко над линией горизонта, располагается «позади» домов, деревьев и прочих объектах, которые видит человек, и воспринимается как более отдаленный. С точки зрения константности восприятия это является искажением воспринимаемого размера, которое должно быть компенсировано, и «отдаленная» Луна становится «большой». Когда же Луна видна в зените, ее размер не с чем сравнивать, поэтому иллюзии увеличения не возникает.
Другая гипотеза объясняет это явление дивергенцией (расхождением) и конвергенцией (сведением) глаз. Глядя на Луну в зените, человек запрокидывает голову, что вызывает дивергенцию глаз, которую приходится компенсировать конвергенцией. Сама по себе конвергенция связана с наблюдением приближенных к наблюдателю объектов, поэтому Луна в зените воспринимается как более близкий объект, чем на горизонте. При сохранении размера диска «более близкий» означает «меньший».
Впрочем, ни одну из данных гипотез нельзя назвать безупречной. Иллюзия Луны ждет своей разгадки.
Логические задачи и головоломки
Когда угловой диаметр Луны больше: когда она находится вблизи зенита или вблизи горизонта?
Ответ: Вообще Луна у горизонта выглядит более крупной, чем на большой высоте. Но мы знаем, что это оптический обман. Ведь Луна и в зените, и на горизонте одна и та же. Более того, в тот момент, когда мы видим ее большой на горизонте, где-то кто-то другой видит ее маленькой в зените. Не может же она одновременно быть и большой, и маленькой.
Таков ответ большинства читателей, и в нем все логично, кроме последней фразы. По мнению автора, угловые размеры Луны у горизонта в действительности меньше, чем у зенита. А как думаете вы?
В.
Угловые размеры Луны определяются ее линейными размерами и расстоянием до наблюдателя. Пусть в данный момент расстояние между центрами Земли и Луны 380 000 км (в силу эллиптичности орбиты Луны это расстояние меняется в пределах между 363 300 и 405 500 км). Тогда от наблюдателя A (рис. 6), видящего Луну у самого горизонта, расстояние до Луны тоже равно приблизительно 380 000 км (AO1 ≈ OO1). Однако наблюдатель B, видящий Луну в зените, находится ближе к ней приблизительно на величину радиуса земного шара R ≈ 6380 км:
BO1 = OO1 – OB = 380 000 – 6 380 = 373 620 км.
Следовательно, угловые размеры Луны для наблюдателя B больше, чем для наблюдателя A (α1 > α2), приблизительно во столько раз, во сколько BO1 меньше AO1, т.е. на 1,7%.
Разумеется, все эти расчеты верны лишь в пределах одного дня. Эллиптичность орбиты Луны может привести к тому, что для одного и того же наблюдателя Луна в зените сегодня будет меньше Луны у горизонта две недели назад. Однако за время перехода Луны от горизонта к зениту (порядка четверти суток) расстояние Земля – Луна меняется меньше, чем на радиус Земли.
Отметим, что в наших широтах увидеть Луну в зените нельзя. Солнце в зените может увидеть наблюдатель в широтах ±23,5° (угол наклона плоскости эклиптики к плоскости экватора). Поскольку плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики приблизительно на 5°, то Луну в зените можно увидеть в широтах ±28,5°.
На широте Ленинграда Луна иногда поднимается на 58,5° над горизонтом. Этого вполне достаточно для проявления как субъективного эффекта уменьшения диаметра Луны с высотой, так и объективного обратного эффекта.
Рефракция, приводящая к заметному сжатию вертикального диаметра Луны, находящейся очень близко к горизонту, дополнительно усиливает эффект, рассмотренный в задаче.