А теперь - вопрос к физикам

[livelight]

Сегодня утром наблюдал картинку навроде вот этой:



И задумался.

Насколько мне известно, облако с Солнца видно под совершенно мизерным углом, а значит, и солнечные лучи должны из-под него идти почти параллельно. А они всегда в таких случаях расходятся явственным веером. Почему так происходит? Может, дурят нас астрономы, что Солнце настолько далеко от Земли, и Земля вокруг Солнца крутится? :)

Comments

[chip33.livejournal.com]

У меня точ такая же мысль возникала неоднократно. Диффракция, можид? Или преломление вполне заметно сферически изгонутой атмосферой?

Кстати, вот еще не втыкаю - отчего в горах холоднее? И все лень посмотреть. Более плотный воздух сильнее поглощает? Циркуляция воздуха такая? А то так, казалось бы - толща атмосферы меньше, радиация сильнее, могло бы и наоборот быть.

[livelight]

Полагаю, там не только дифракция, а еще и какая-нибудь хитрозавернутая поляризация.
Но выглядит так, как если бы Солнце находилось на таком же расстоянии от наблюдателя, как и облако.

Спроси яндекса :)

[chip33.livejournal.com]

Кстати, я пару раз пытался это явление заснять - не брало. Только зная, что хочешь увидеть потом на фотке можно было распознать. Ибо на вид-то там прямо осязаемые лучи. А на фотке - призраки.

Спроси яндекса :)

Значит циркуляция. Это даже как-то неинтересно. ;)

[livelight]

Не знаю, из чего у нас тут делают стёкла новых автобусов, но через них после дождя этот эффект очень ярко получается. Всё подряд светится совершенно нереальными лучами.

[livelight]

Самое лучшее, имхо, объяснение:
"Лучи Солнца нагревают земную поверхность. Они проходят через воздух и тоже нагревают его, но немного. В основном же воздух нагревается от земной поверхности, а не от прямых солнечных лучей, и чем дальше от земной поверхности, чем выше, тем воздух холоднее. Поэтому в горах холоднее, чем на равнинах, расположенных на той же широте и получающих такое же количество солнечных лучей. Это нужно объяснить школьникам очень четко, потому что представления «ближе к Солнцу — теплее» довольно живучи. Но в объяснении возникнет сложность, если кто-нибудь из учеников спросит: «А почему воздух не нагревается от земной поверхности в горах? Ведь она получает солнечные лучи». Воздух нагревается, но горы занимают слишком мало места, чтобы от их поверхности нагрелась вся толща воздуха на тех высотах, до которых доходят горы. Воздух же свободно перемещается и перемешивается, подходит к нагретым горным склонам и остужает их, а тот, который от горных участков нагрелся, легко оттуда сдувается"

[karachee.livejournal.com]

Не учтено два важнейших момента. Первое - в горах плотность воздуха много меньше, поэтому и нагревается он не в пример медленнее и теплоемкость его много меньше. Второе - основной переносчик тепла от почвы к воздуху, это вода, которая с поверхности почвы испаряется. А с камней испарение никакое. Ну и наконец, если на вершинах снег, или там ледники, то белве поверности вообще очень плохо греются излучением, а наоборот воду из воздуха забирают хорошо.

[livelight]

C ледниками итак всё понятно, это уже идёт дополнительная усиливающая обратная связь. А вот про плотность воздуха - важное замечание.
Но в целом на одиноко стоящей горе высотой 500 метров явно холоднее, чем на обширном плоскогорье той же высоты над уровнем моря, именно из-за переноса.

[karachee.livejournal.com]

Ну если речь идет об одинокой горе там всё проще. :) Её поверхность банально много меньше, к вершине, чтобы что-то там нагреть. Плато же греет всей площадью. А воздух он вообще прогрет слоями, на высоте 200 метров он уже заметно холоднее и ветра там другие.

[one-gin.livejournal.com]

Если в нулевом приближении, то эти "лучи" - не только падающий свет Солнца. Здесь и рассеянный, и отраженный верхним слоем облаков свет. Так и получается, что источник света достаточно протяженный - "светится" весь верхний слой облаков, и находится практически на таком же расстоянии, что и основная масса облака, которая формирует что-то типа диафрагмы, через дырки в которой и проходят эти "лучи"). Я так думаю.

[livelight]

> "светится" весь верхний слой облаков

Агу, похоже на правду!

[mortulo.livejournal.com]

Угу. Та же мысль возникла: что источником света является уже не солнце, а само облако.

Загрязнение?

[acttesser.livejournal.com]

Типа того:
"...иззаоблачное сияние – видимые на небосводе лучи или снопы света, распространяющиеся от солнца, диск которого находится, за облаками, обычно типа кучевых. Проникая сквозь разрывы между облаками, солнечные лучи освещают на своем пути замутненный воздух, создавая это явление.
…расходящиеся пучки солнечного света, которые становятся видимыми благодаря освещению ими пыли в высоких слоях атмосферы. Тени от облаков образуют темные полосы, а между ними распространяются лучи."

[livelight]

http://www.ems.psu.edu/~demark/471/CrepuscularRays.html
Рассеяние и перспектива.

Загрязнение вызвает рассеяние, оттого лучи видны.
А видны расходящимися они из-за перспективы.

[karachee.livejournal.com]

Атмосфера с земли представляет собой вогнутую линзу, поэтому солнечные лучи ею рассеиваются. Причем тем сильнее, чем ниже солнце над горизонтом(ну там оно и больше) :)

[livelight]

Думаю, этот эффект не объясняет столь сильных углов расхождения пучков лучей из-под облаков.

[karamergen.livejournal.com]

Вообще-то, линии лучей - строго параллельны. (За исключением небольшого процента, который приходится на дифракцию). То, что мы их видим как бы расходящимися от центра (Солнца) - всего лишь эффект визуального схождения параллельных линий на большом расстоянии.
Солнце - намного больше Земли. Но при визуальном сравнении крайней фаланги большого пальца, расположенной на расстоянии 10-15 см от глаза, и видимого диска Солнца, мы воспринимаем палец намного большим объектом, чем Солнце.

[livelight]

> всего лишь эффект визуального схождения параллельных линий на большом расстоянии

А хватит ли этого эффекта для получения столь сильного веера?
Версия со вторичным источником излучения кажется мне более подходящей.

[karamergen.livejournal.com]

Простой пример - три картинки в 3DS MAX.
Первая - просто две параллельных линии. Вид сверху.


Вторая - вид под углом приблизительно 45 градусов.


Третья - почти параллельно плоскости расположения прямых параллельных линий.



Ближние концы - выходят за рамки поля зрения. Дальние - находятся в середине поля зрения. Полное ощущение, что линии расходятся из единого центра.

[(Anonymous)]

Можно и так, хотя мне казалось, что и такой пример вполне сойдет.

[livelight]

Не в вертикальности дело, она тут ни при чем, а в угле расхождения пучка.

Дык, эти боеголовки падают заведомо сильно непараллельно: они расходятся из одной точки где-то в районе стратосферы, а на землю падают на большом расстоянии друг от друга.

[livelight]

Ладно, уговорили в пользу перспективы :)

[karamergen.livejournal.com]

Мысль верная, хотя пример совершенно не корректен. Расхождение боеголовок начинается в одной точке. И углы расхождения отличны от нуля. В случае же Солнца - лучи условно параллельны, поскольку, как говорилось, диаметр Солнца много больше диаметра Земли.
Кстати, был совершенно замечательный опыт. Если взять спичку и поднести ее близко к глазу при взгляде на любую звезду, то спичка никогда не сможет перекрыть свет от звезды так, чтобы данный глаз его не увидел. Объясняется просто - излучающий видимый диск звезды - много больше, чем размер спички, даже, если спичка в угловом размере кажется больше, чем угловой размер звезды. И лучи звезды, которые идут параллельно и даже сходятся в зрачок с разных точек видимой поверхности диска, прекрасно проходят к зрачку (диаметр которого больше поперечного размера спички). Просто спичка не в состоянии перекрыть весь поток света, который воспринимает зрачок от звезды.

[livelight]

> лучи условно параллельны, поскольку, как говорилось, диаметр Солнца много больше диаметра Земли.

Я бы уточнил: потому что расстояние от Солнца до Земли много больше диаметра Земли. Если поделить второе на первое - получится нечто вроде тангенса максимального угла расхождения (на самом деле там формула похуже чем тангенс, конечно)

[(Anonymous)]

А при чем тут расстояние от Земли до Солнца? Тут это расстояние роли не играет. Играет роль форма источника света - или точечный, или плоский. Солнце, как раз, имеет право рассматриваться как плоский источник, поскольку площадь видимой излучающей поверхности много больше диаметра Земли.

ЗЫ И вот, кто мне скажет, а на фига тут такая приблуда, как подтверждение записи кодом? Чтобы жизнь медом не казалась? Я вообще в латинские символы на клавиатуре пальцами через раз правильно попадаю. 8о)

[karamergen.livejournal.com]

Сорри! Это я сам виноват - убил куки на компе и полез на посты отвечать... А оно меня автоматом не узнало. 8о)

[livelight]

Играет роль угловой размер источника света. Отношение диаметра Солнца к диаметру Земли к угловому размеру отношения не имеет - надо делить именно на расстояние.

Каптча - лишний повод задуматься о своей залогиненности :)

[livelight]

Стоп! Это тебе у меня просили подтверждение кодом, или где-то еще?
Я когда-то ставил это, но быстро отменил, и сейчас у меня в настройках стоит
Показывать CAPTCHA для добавления комментария: Ничьи
Если каптчу тебе показывали у меня - значит, надо идти в СУП ругаться ещё и по этому поводу...

[karamergen.livejournal.com]

Я просто незарегенным вошел и ответил на коммент. Анонимно. Вот оно и потребовало подтверждения.

[livelight]

Вот мне и странно, что оно у тебя его потребовало. Возможно, потому, что больно много писал анонимом подряд. Потому что вообще-то у меня каптча для анонимов отключена, я сегодня специально проверял.

[karamergen.livejournal.com]

Некорректность примера в разном виде источника (я там выше написал) - либо точечный, либо фронтальный (плоский).
А математическая модель (даже и в аппаратном варианте) - вполне себе ничего корректна. Если выдержаны граничные условия. 8о)

[karamergen.livejournal.com]

Строго говоря, на любой плоскости с диаметром, равным диаметру Солнца, на любом удалении от него, лучи Солнца как раз будут плоскопараллельны. То есть, в любой точке такой плоскости будет падать такой поток от Солнца, который будет строго перпендикулярен этой точке.
Что касается возможности представить разрыв в облаке в виде камеры-обскуры - интересная мысль. Так сразу и не возможно прикинуть, насколько она достоверна. Есть мысль, что, с одной стороны, фокусное расстояние от Земли до облака не будет давать возможности проецировать свет Солнца с расхождением лучей. С другой стороны, за счет того, что края отверстия в облаках имеют не резко очерченную границу, можем предположить достаточно сильную дисперсию. Что тоже может привести к расхождению прямого луча. Хотя, в этом случае, угол расхождения будет пренебрежимо мал.
Что касается расхождения боеголовок - соглашусь с тем, что в данном случае не принципиален источник. Расхождение в градус-другой на таком расстоянии действительно не играет особой роли.
...жаль. что пример со спичкой не оценен. Пример старый. Его еще, если не ошибаюсь, старик Перельман приводил в своей "Занимательной физике".

[livelight]

> Вы видели тени от деревьев во время солнечного затмения? Занимательнейшее зрелище. :)

И как они выглядят?
Как засвеченные "левым" и "правым" краями Солнца? Двойная тень то есть?

[livelight]

Круто!
Хых, упустил я это зрелище...

Однако же, насколько я понимаю, "горсть полумесяцев" соответствует состоянию, когда при отсутствии Луны на пути света тени были бы очень размыты (была бы горсть кругов). А если тени были исходно чёткие - откуда взяться при появлении между деревом и Солнцем Луны горсти полумесяцев?

[(Anonymous)]

"Любая точка фотосферы Солнца излучает во всех направлениях." - Именно поэтому на любой плоскости, расположенной по нормали к вектору радиуса Солнца проекция его света будет ровным кругом с диаметром, равным диаметру Солнца. Именно поэтому и можно рассматривать Солнце, как излучающую плоскость (не точку!). "Это физика." 8о)
Тени деревьев - видел. Прекрасное зрелище. Обусловлено неровностью поверхности Луны. Лучи Солнца диспергируют на неровностях, создавая неравномерный (и весьма разнесенный в пространстве) поток света.
"старик Перельман заблуждался." - отчего же? Классика физической оптики. Попробуйте построить геометрическую модель и все станет ясно.

[karamergen.livejournal.com]

Сорри. это опять я.

[livelight]

Поскольку из любой (не бесконечно удаленной) точки Солнце видно не точкой, а кругом - в любую точку лучи от Солнца приходят не с одного направления, а с соответствующего телесного угла.
Модель "излучающей плоскости" говорит о плоскости, излучающей куда попало, или только по нормали?

[karamergen.livejournal.com]

Согласен, я же сказал - если не ошибаюсь. С первоисточниками всегда проблема.

[omsh.livejournal.com]

Если не считать дифракции, то это оптическая иллюзия. Видел когда-нибудь тень от самолета на земле? Тень большая, самолет маленький.
Можешь поюзать гугль по термину "сумеречные лучи".

[livelight]

Поисковики настаивают, что это таки перспектива виновата :)

[omsh.livejournal.com]

Я это и имела в виду под оптической иллюзией.

[skymaster-one.livejournal.com]

Поддерживаю идею о преломлении и многократном отражении.