Kategoria: Kosmos Opublikowano: 6 sierpnia 2015
Księżyc jest w rzeczywistości dość ciemny, w porównaniu do innych ciał astronomicznych. Księżyc wydaje się jasny tylko na nocnym niebie, ponieważ jest tak blisko ziemi i ponieważ drzewa, domy i pola wokół ciebie są tak ciemne w nocy. W rzeczywistości Księżyc jest jednym z najmniej odblaskowych obiektów w Układzie Słonecznym. Sonda dscover uchwyciła to pojedyncze zdjęcie księżyca i ziemi. Zarówno ziemia, jak i księżyc są oświetlone przez tę samą ilość światła słonecznego pochodzącego z tego samego kąta na tym zdjęciu., Jak widać na tym zdjęciu, ziemia jest znacznie jaśniejsza niż Księżyc.
ogólnie rzecz biorąc, możemy widzieć obiekty, ponieważ kierują one światło do naszych oczu (lub do kamer, które rejestrują informacje, które są później używane przez ekrany do kierowania światła do naszych oczu). Istnieją dwa główne sposoby, w jakie obiekt może skierować światło do naszych oczu., Albo obiekt tworzy nowe światło, albo odbija światło, które już istniało. Obiekty tworzące światło mają tendencję do odbijania światła otoczenia, dzięki czemu są najjaśniejszymi obiektami wokół. Przykłady obejmują ogniska, żarówki, płomienie świec i ekrany komputerowe. Jeśli chodzi o ciała astronomiczne, gwiazdy są głównymi obiektami, które wytwarzają znaczne ilości światła widzialnego, a zatem są jednymi z najjaśniejszych obiektów we wszechświecie. Natomiast planety i księżyce nie generują własnego światła widzialnego*., Gdyby planeta stała się na tyle duża, by zainicjować fuzję jądrową i zacząć świecić, nie byłaby już planetą. To byłaby gwiazda.
ponieważ planety i księżyce nie emitują światła, widzimy je tylko dlatego, że odbijają światło z innego źródła. Najsilniejszym źródłem światła w naszym Układzie Słonecznym jest słońce, więc zwykle widzimy planety i księżyce, ponieważ odbijają one światło słoneczne. Ilość światła słonecznego padającego na Księżyc lub planetę, która zostaje odbita, zależy od materiałów znajdujących się na jego powierzchni i atmosferze, a także od chropowatości powierzchni., Śnieg, szorstki lód i chmury są bardzo odblaskowe. Większość rodzajów skał nie jest. Dlatego planeta, która jest pokryta chmurami, takimi jak Ziemia lub Wenus, jest na ogół jaśniejsza niż skalisty księżyc lub planeta, która nie ma atmosfery.
istnieją dwa główne rodzaje odbicia: odbicie specular i odbicie rozproszone. Odbicie lustrzane mierzy, ile światła przychodzącego odbija się od obiektu w kierunku określonym przez kąt zwierciadła. Natomiast współczynnik odbicia rozproszonego mierzy ilość światła odbijanego we wszystkich kierunkach., Lustro ma wysoki współczynnik odbicia lustrzanego i niski współczynnik odbicia rozproszonego. W przeciwieństwie do tego piasek ma niski współczynnik odbicia i wysoki współczynnik odbicia rozproszonego. W życiu codziennym doświadczamy odbicia lustrzanego jako postrzegania lustrzanych odbić i odblaskowych plam na powierzchni przedmiotów. Doświadczamy rozproszonego odbicia jako nieco jednolitej jasności i koloru, który istnieje na powierzchni obiektu i jest mniej więcej taki sam, bez względu na nasz kąt widzenia. Wiele obiektów wykazuje znaczne ilości zarówno odbicia lustrzanego, jak i rozproszonego., Na przykład, czerwony polerowany samochód sportowy wygląda na czerwony ze wszystkich stron ze względu na jego rozproszony odblask, podczas gdy w tym samym czasie wyświetla jasne plamy odblaskowe ze względu na jego odblaskowe odbicie. Ogólnie rzecz biorąc, chropowatość powierzchni ma tendencję do zwiększania jej rozproszonego odbicia i zmniejszania jej odbicia zwierciadlanego. Jest to prawdą, ponieważ chropowata powierzchnia ma wiele małych płaszczyzn odbijających, wszystkie zorientowane inaczej, które rozpraszają światło w wielu różnych kierunkach. W rzeczywistości najprostszym sposobem, aby przekształcić silny reflektor plamkowy w silny reflektor rozproszony, jest jego szorstkość., Na przykład weź gładką warstwę lodu i podrapaj ją. Zmieniasz powierzchnię, która jest jasna tylko w kierunku lustra Źródła światła, w powierzchnię, która jest jasna we wszystkich kierunkach.
jeśli chodzi o planety i księżyce, chropowatość powierzchni jest dość wysoka. Z tego powodu ich ogólna jasność jest najlepiej opisana przez ich rozproszony współczynnik odbicia. Istnieje kilka sposobów definiowania i pomiaru rozproszonego odbicia. W kontekście planet i księżyców, powszechnym i być może najbardziej użytecznym sposobem jest zdefiniowanie go w kategoriach „Albedo wiązania”., Albedo wiązania to średnia ilość całkowitego światła rozproszonego przez ciało w dowolnym kierunku, w stosunku do całkowitej ilości padającego światła. Albedo wiązania wynoszące 0% oznacza obiekt idealnie czarny, a albedo wiązania wynoszące 100% oznacza obiekt rozpraszający całe światło. Albedo Ziemi wynosi 31%. Natomiast Albedo księżyca wynosi 12%. Aby zbliżyć to do domu, księżyc ma takie samo Albedo wiązania jak stary asfalt, taki jak znajduje się na drogach i parkingach., Albedo wiązania głównych obiektów w naszym Układzie Słonecznym jest wymienione poniżej, jak opisano w podręczniku Fundamental Planetary Science: Physics, Chemistry, and Habitability autorstwa Jacka K. Lissauera i Imke de Pater.
jak wynika z tej tabeli, Księżyc jest jednym z najciemniejszych obiektów w naszym Układzie Słonecznym. Gdyby Tryton, jeden z księżyców Neptuna, stałby się księżycem ziemi, to byłby około siedem razy jaśniejszy na nocnym niebie niż nasz obecny księżyc. Tryton jest jasny, ponieważ prawie cała jego powierzchnia pokryta jest kilkoma warstwami szorstkiego lodu., W przeciwieństwie do tego, ziemski Księżyc jest tak ciemny, ponieważ zawiera bardzo mało lodu, śniegu, wody, chmur i atmosfery. Księżyc składa się głównie z pyłu skalnego i ciemnych skał, które są podobne w składzie do skał na ziemi. Wartości albedo w powyższej tabeli są średnie, ponieważ albedo zmienia się w czasie. Na przykład liczba chmur pokrywających ziemię zmienia się w zależności od pory roku. Dlatego albedo Ziemi zmienia się o kilka procent w ciągu roku.
postrzegana jasność planety lub księżyca (tj., to, co widzimy naszymi oczami), zależy od trzech rzeczy: (1) albedo obiektu, (2) całkowita ilość światła uderzającego w obiekt w pierwszej kolejności, oraz (3) odległość między obiektem a okiem lub kamerą, która go ogląda. Planety i księżyce, które znajdują się bliżej Słońca, otrzymują znacznie więcej światła słonecznego i dlatego generalnie mają wyższą postrzeganą jasność. Ponadto planety i księżyce, które są bliżej ziemi, mają więcej odbitego światła docierającego do ziemi i dlatego generalnie mają wyższą postrzeganą jasność widzianą z ziemi., Księżyc rzeczywiście wygląda jaśniej niż Wenus dla człowieka stojącego na powierzchni ziemi, ale to tylko dlatego, że Księżyc jest tak blisko ziemi.
*zauważ, że wiele planet i księżyców może wytwarzać niewielkie ilości światła poprzez lokalne zjawiska. Przykłady takich zjawisk obejmują błyskawice, jarzącą się lawę i Aurorę atmosferyczną. Podczas gdy takie zjawiska mogą prowadzić do oszałamiających zdjęć, gdy zrobione przez pobliskie statki kosmiczne, generują one tak mało światła, że nie przyczyniają się znacząco do jasności planety lub księżyca, gdy oglądane z daleka.,
tematy: albedo, odbicie rozproszone, światło, księżyc, odbicie zwierciadlane