Когда солнце садится за горизонт, Луна начинает медленно появляться на небе. Однако, почему она кажется такой низкой и приобретает оранжевый оттенок?
Причина заключается в том, что, когда Луна находится низко над горизонтом, ее свет проходит через более толстый слой атмосферы Земли. В этом случае более короткие волны света рассеиваются больше, а длинные красные волны преломляются и достигают наших глаз. Именно эти длинные волны отвечают за оранжевый оттенок Луны.
Кроме того, низкая Луна может создавать впечатление, будто она крупнее, чем когда она встает высоко в небе. Это явление, называемое «иллюзией Луны», происходит из-за отсутствия точек сравнения, таких как деревья, здания или горы, которые помогали бы оценить и измерить ее реальные размеры.
Географическое положение и атмосфера
Географическое положение места, откуда наблюдается Луна, может влиять на ее высоту над горизонтом. Если Луна находится в южной части небосвода, то она будет выглядеть ниже, чем если бы она находилась в северной части. Это связано с тем, что Земля немного сплющена и атмосфера распространяет свет, что приводит к некоторому смещению ниже горизонта
Оранжевый цвет Луны над горизонтом обусловлен дисперсией света в атмосфере Земли. Когда Луна находится близко к горизонту, ее свет проходит через более толстый слой атмосферы, чем при ее высоком стоянии. В результате этого более коротковолновые цвета, такие как синий и зеленый, рассеиваются атмосферой, а более длинноволновые цвета, такие как оранжевый и красный, проходят через нее без существенных изменений. Таким образом, Луна приобретает оранжевый оттенок
Расстояние от Земли и угол восхождения
Находясь далеко от горизонта, Луна имеет более высокий угол восхождения и обычно восходит и заходит над горизонтом ближе к зениту. Однако, когда спутник находится близко к горизонту, ее угол восхождения становится меньше, что приводит к низкому положению Луны и ее оранжево-красному цвету.
Цвет Луны nизко над горизонтом также объясняется атмосферным рассеянием. Когда свет Луны проходит через более толстый слой атмосферы, он рассеивается, фильтруется и испытывает изменение длины волны. Благодаря этому, коротковолновые цвета, такие как синий и зеленый, рассеиваются, а длинноволновые цвета, такие как красный и оранжевый, преобладают, что ведет к появлению оранжевого оттенка у Луны.
| Низкий угол восхождения | Высокий угол восхождения |
|---|---|
| Луна находится ближе к горизонту | Луна находится выше над горизонтом |
| Угол восхождения меньше | Угол восхождения больше |
| Луна оранжевая | Луна светлая |
Рассеяние света в атмосфере
Когда Луна находится низко над горизонтом, ее свет проходит сквозь более толстый слой атмосферы, чем когда она находится высоко. В этом основная причина почему Луна выглядит оранжевой.
В атмосфере содержатся молекулы газов и частички пыли, которые рассеивают свет. Свет состоит из разных цветов, каждый из которых имеет свою длину волны. Когда свет попадает на молекулы газа или частицы пыли, он рассеивается во все стороны. Однако, длина волны оранжевого цвета больше, чем длина волны синего и фиолетового цветов. Поэтому, свет оранжевого цвета рассеивается меньше, и он может проходить через более толстые слои атмосферы без значительной потери интенсивности.
Когда Луна восходит или заходит, ее свет проходит через большой горизонтальный путь атмосферы. В результате рассеяния света, который оставшийся оранжевым, мы видим Луну оранжевой.
| Цвет | Длина волны |
|---|---|
| Красный | ≈ 700 нм |
| Оранжевый | ≈ 600 нм |
| Желтый | ≈ 580 нм |
| Зеленый | ≈ 550 нм |
| Синий | ≈ 490 нм |
| Фиолетовый | ≈ 400 нм |
Интерференция солнечного и лунного света
Когда Луна находится низко над горизонтом, ее свет проходит через гораздо больше атмосферы Земли, чем когда она находится высоко над нами. При прохождении через атмосферу свет рассеивается и интерферирует с молекулярными частицами. Это создает различные эффекты, включая изменение цвета света.
Низкое положение Луны над горизонтальной линией также вызывает более длинный путь света через атмосферу. Коротковолновые цвета, такие как синий и зеленый, рассеиваются и поглощаются атмосферой, в то время как длинноволновые цвета, такие как красный и оранжевый, проходят лучше через атмосферу.
Это объясняет, почему Луна при низком положении над горизонтом может казаться оранжевой или красной. Интерференция солнечного света также может добавлять к оранжевому оттенку Луны при ее низком положении.
Цвет Луны также может изменяться в зависимости от состояния атмосферы, включая наличие пыли, вулканических выбросов, загрязнение и других факторов.
Оптический эффект спутника над горизонтом
Когда Луна находится высоко в небе, свет от нее проходит через менее плотные слои атмосферы. В этом случае, более коротковолновые синий и зеленый цвета рассеиваются больше, чем серый и красный цвета. Поэтому Луна кажется нам сине-серой или белой.
Однако, когда Луна находится низко над горизонтом, свет проходит через более плотные слои атмосферы. Более коротковолновые цвета рассеиваются еще больше, поэтому мы видим, что Луна становится оранжевой или красной. Это связано с феноменом, известным как рассеяние Рэлея.
Рассеяние Рэлея происходит, когда свет рассеивается на молекулах газов атмосферы. Молекулы газов меньше, чем длины волн видимого света, и поэтому они рассеивают больше синего и зеленого света, чем красного. В результате, когда мы наблюдаем Луну через толстый слой атмосферы, мы видим, что она становится оранжевой или красной.
Этот оптический эффект также может быть усилен или ослаблен в зависимости от качества воздуха и примеси в атмосфере. Например, прах или дым могут усилить оранжевый оттенок Луны, делая его еще более выраженным. Также фотографии Луны, сделанные вблизи городов с большим загрязнением воздуха, могут иметь оранжевый оттенок из-за городского освещения.