Как луна отражает свет так равномерно? Разве не изогнутые от нас края не отражают меньше света на землю и не выглядят тусклее?

73
9
1
Лучший ответ
594

Это очень хороший вопрос, который подробно обсуждался на Physics StackOverflow несколько лет назад.

Обратите внимание, что вы говорите о полной луне. Я вернусь к этому через минуту.

Ответ в том, что, хотя края изогнуты от нас, там также есть большая площадь поверхности. Когда вы смотрите на точку рядом с центром луны, вы смотрите на нее лицом к лицу, так что все, что вы видите, - это все, что вы получаете: маленькая точка соответствует небольшой области. Когда вы смотрите на точку возле края, вы можете смотреть на гораздо большую область.

Другими словами: если я покажу вам лист бумаги, это займет большую часть вашего поля зрения. Если я переворачиваю бумагу почти по краю, она почти не занимает вашего поля зрения, но вы все равно видите тот же общий объем бумаги.

Обратите внимание, что это работает только потому, что луна имеет матовую поверхность. Каждая точка на Луне отражает свет в каждом направлении. Если бы луна была идеально отражающей, то центр действительно казался бы ярче. В полнолуние, когда солнце находится позади вас, центр отражается назад, а края отражают большую часть света в каком-то другом направлении.

Вместо этого каждая точка действует как лампочка. Патч в центре луны дает вам всего несколько «лампочек». Патч у края дает много лампочек. Эффект искривления, когда пространство отведено от вас, почти точно совпадает с эффектом искривления, когда вы видите большую площадь.

Как я уже сказал, это относится только к полнолунию, когда солнце позади вас. Когда солнце находится под углом, края того, что вы видите, на самом деле ярче:

То, что было «краем» для наблюдателя в полнолуние (кто-то, стоящий справа от изображения рядом с солнцем), теперь стоит перед нами. Весь дополнительный свет, который посылается обратно к солнцу, вам не показывают, поэтому он тусклый - в дополнение к получению меньшего количества света в целом. Материал в правом нижнем углу почти на полном солнце и отражает много света для вас, даже если он почти на грани.

Таким образом, в полнолуние вы действительно видите ровный свет. Но в четверть луны вы получаете очень крутой уклон - по той же причине.

ответил(а) 2019-11-25T14:00:06+03:00 7 месяцев, 2 недели назад
65

Луна не гладкая, как зеркало. Так что, как и большинство поверхностей, свет, который падает на него, отражается в разных направлениях. Это ключ к остальной части этого обсуждения.

Есть два способа увидеть, почему Луна выглядит равномерно яркой от края до середины, оба из которых являются правильными, поэтому вы можете выбрать. Для обоих случаев рассмотрим полную луну. Свет проходит мимо земли и падает на Луну прямо в центре и под небольшим углом к ​​краю. Там нет атмосферы, поэтому интенсивность света одинакова в обоих местах, только угол отличается. Что мы видим?

Первый способ взглянуть на это: отследить лучи света от солнца. Подумайте о солнечном луче в одну дугу. Когда такой луч попадает в центр, попадаются зерна поверхностной грязи сверху. Эти зерна сверху помещают зерна непосредственно под ними в темноте, конечно, потому что зерна отбрасывают тени. Таким образом, мы видим только зерна сверху. Каждое зерно в солнечном свете отражает свой свет обратно к нам. Как насчет зерна у края? Многие из этих зерен находятся в тени из-за малого угла. Но рассмотрим луч света. На каждой части этого луча все еще будет зерно, поэтому оно все равно попадет на то же количество зерен, поэтому отраженный нам свет будет таким же.

Второй способ взглянуть на это: в среднем поверхность будет более тускло освещена, потому что свет идет под углом (и, таким образом, хотя некоторые зерна полностью освещены, многие другие зерна будут находиться в тени освещенных зерен. ). Но если смотреть с земли, кусок Луны длиной одна дуга-секунда состоит из гораздо большей области Луны у края, чем в центре. Оказывается, луна на краю тусклее на ту же величину, что и площадь среза в одну дугу-секунду больше!

ответил(а) 2019-11-25T14:00:06+03:00 7 месяцев, 2 недели назад
55

Поверхность луны неровная, очень грубая. Это почти идеальная матовая поверхность по сравнению с глянцевой поверхностью. Таким образом, любой свет, который попадает на него, рассеивается во всех направлениях и не отражается в предпочтительном направлении (как зеркало).

Если бы Луна была действительно гладкой, то ваше предположение, вероятно, было бы правильным, и у нее была бы заметная горячая точка (как Земля, когда солнечный свет попадает в (относительно гладкий) океан).

ответил(а) 2019-11-25T14:00:06+03:00 7 месяцев, 2 недели назад
32

Отраженный свет рассеивается во всех направлениях. Весь свет от поверхности луны рассеивается, поэтому края такие же яркие, как и остальная часть диска. Через телескоп можно наблюдать постепенное уменьшение яркости на краях освещенных областей, когда луна находится в фазе, меньшей полной фазы луны. Это очень заметно на фото выше.

ответил(а) 2019-11-25T14:00:06+03:00 7 месяцев, 2 недели назад
32

Поверхность Луны содержит большое количество стеклообразного материала. Это очень рефлексивно. В недалеком прошлом она подверглась интенсивному плазменному разряду, в котором плавился пылевой материал.

ответил(а) 2019-11-25T14:00:06+03:00 7 месяцев, 2 недели назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема