Как луна отражает свет зеркально или диффузно

Предмет и его отражение

То, что отраженный в стоячей воде пейзаж не отличается от реального, а только перевернут “вверх ногами” далеко не так.

Если человек посмотрит поздним вечером, как отражаются в воде светильники или как отражается берег, спускающийся к воде, то отражение покажется ему укороченным и совсем “исчезнет”, если наблюдатель находится высоко над поверхностью воды. Также никогда нельзя увидеть отражение верхушки камня, часть которого погружена в воду.

Пейзаж видится наблюдателю таким, как если бы на него смотрели из точки, находящейся на столько глубже поверхности воды, насколько глаз наблюдателя находится выше поверхности. Разница между пейзажем и его изображением уменьшается по мере приближения глаза к поверхности воды, а так же по мере удаления объекта.

Часто людям кажется, что отражение в пруду кустов и деревьев отличается большей яркостью красок и насыщенностью тонов. Эту особенность также можно заметить, наблюдая отражение предметов в зеркале. Здесь большую роль играет психологическое восприятие, чем физическая сторона явления. Рама зеркала, берега пруда ограничивают небольшой участок пейзажа, ограждая боковое зрение человека от избыточного рассеянного света, поступающего со всего небосвода и ослепляющего наблюдателя, то есть он смотрит на небольшой участок пейзажа как бы через темную узкую трубу. Уменьшение яркости отраженного света по сравнению с прямым облегчает людям наблюдение неба, облаков и других яркоосвещенных предметов, которые при прямом наблюдении оказывается слишком ярким для глаза.

Зеркальное отражение.

Явление отражения света наблюдается на границе раздела двух сред, например воздуха и воды. Если отражающая поверхность гладкая (полированный металл, стекло), то отраженные лучи будут идти параллельным пучком, если при падении на поверхность они были параллельны (рисунок слева). Такое отражение называют зеркальным. Зеркала могут отражать до 90% света,падающего на них.

Глядя в зеркало прямо перед собой, вы видите как бы своего двойника и различные предметы, которые находятся вокруг и позади вас. При этом вам кажется, что и ваш двойник, и эти предметы находятся перед вами, за зеркалом, хотя их там, разумеется, нет. То, что вы видите в зеркале, — это изображения предметов.

Диффузное отражение.

Отражают свет любые поверхности, не только гладкие. Именно благодаря этому мы видим все тела. Поверхности, которые отражают большую часть светового потока, выглядят светлыми или белыми. Поверхности, которые поглощают большую часть света, выглядят тёмными или черными. Если пучок параллельных световых лучей падает на шершавую поверхность (даже если шероховатости микроскопически малы, как на поверхности листка бумаги) (рисунок справа) свет отражается в различных направлениях, то есть отраженные лучи не будут параллельными, поскольку углы падения лучей на неровности поверхности разные. Такое отражение света называют рассеяным, или диффузным. Закон отражения выполняется и в этом случае, но на каждом маленьком участке поверхности. Из-за диффузного отражения во всех направлениях обычный предмет можно наблюдать под разными углами. Стоит сдвинуть голову в сторону, как из каждой точки предмета в глаз будет попадать другой пучок отраженных лучей. Но если узкий пучок света падает на зеркало, то вы увидите его только в том случае, если глаз занимаетположение, для которого выполняется закон отражения.Этим иобьясняются необычные свойства зеркал. (Используя аналогичные аргументы, Галилей показал, что поверхность Луны должна быть шероховатой, а не зеркально гладкой, как полагали некоторые.)

В се несветящиеся тела, освещаемые каким-нибудь источником, становятся видимыми только благодаря рассеиваемому ими свету. Хорошо отшлифованную поверхность стекла, поверхность спокойной воды трудно увидеть потому, что такие поверхности рассеивают очень мало света. Мы видим в них чёткие изображения окружающих освещенных предметов. Однако стоит только поверхности зеркала покрыться пылью, а поверхности воды зарябить, как они становятся хорошо видимыми.

Читайте также: Луна для печати черная

Источник

Как будет выглядеть Луна, будь она зеркальным шаром?

Гипотетически – Луна зеркальный шар с 100 % отражением света. В каком облике она предстанет перед землянами? Какова будет светимость Луны в данном варианте в звездных величинах? Насколько изменится при этом освещенность Земли в полнолуние?

В каком облике Луна предстанет перед землянами? Ни в каком. Самоё Луну мы видеть не будем. Поскольку Луна будет выпуклым зеркалом, вести себя будет, как выпуклое зеркало. Представьте, что вы входите в тёмную комнату с чёрными стенами, на одной из стен — выпуклое зеркало. У вас в руке горящая свеча. Озираясь, по сторонам вы увидите уменьшенное отражение вашей свечи. Но этот ракурс не даст вам ни какого представления о размерах и форме зеркала. Представление о размерах и форме зеркала вы сможете составить косвенно, перемещаясь сами и перемещая свечу. Аналогично с зеркальной Луной: глядючи в направлении Луны мы увидим зеркально отражённый, уменьшенный, ярко светящийся диск Солнца. И всё. С некоторыми ухищрениями мы увидим также уменьшенное отражение Земли.

Сначала надо определить изменение освещенности Земли Луной в связи с «озеркаленьем» последней, потом определим изменение звёздной величины Луны.

К этому вопросу надо подходить с представлениями о законах сохранения.

Всё количество света, которое Луна получает от Солнца, она отражает в почти полный телесный угол, за исключением небольшого конуса, в котором наблюдается полное солнечное затмение. Некоторая доля этого телесного угла приходится на Землю. При этом различны взаимные расположения Солнца, Земли и Луны.

После «озеркаленья» Луны ни что не поменяется. За исключением альбедо. Сейчас альбедо Луны 12%, после «озеркаленья» — 100%.

Сейчас на Земле освещённость от Луны 0,25 — 1 люкс. А будет после «озеркаленья» — 2,1- 8,3 лк. Для сравнения освещённость в море на глубине 50 метров прибл 20 лк. В наименее притязательных комнатах квартир (санузлах) положено освещение 50 люкс. В очень пасмурный день 100 лк. А в ясный день под прямым солнцем 32-130 тыс лк.

Сейчас Луна считается объектом звёздной величиной −12,74 (при полной Луне).

Новая, после «озеркаленья», звёздная величина определяется по формуле Погсона

m – звёздные величины;

Звёздная величина Луны возрастает от «озеркаленья» на 2,3.

Я думаю, что ночью тогда луну вообще видно не будет, так как Солнца ночью не видно, и отсвечивать ей нечего. Она будет в тени Земли. И вообще она светится не как шар, шар светится не так, как луна. Если луна — небесное тело, то вряд ли шар.

Если предположить, что Луна стала зеркальным шаром, то выглядела бы она как неяркая точка. Причём, очень маленькая. При этом Солнце очень хорошо отражалось бы от неё. Однако с расстояния в почти 400 тысяч верст расхождение отражённого от шара пучка было бы отличным.

Фокусное расстояние этого зеркального шара примерно равно половине радиуса.

То есть 870 км — в 400 меньше расстояния до «изображения».

Что касается яркости, она обратно пропорциональна квадрату этого отношения.

Будет выглядеть как ярко светящийся шар, сравнимый с Солнцем.

Ночь будет выглядеть — как при большой лампе дневного света..)

Если бы Солнце было точечным источником света, то можно было представить Луну в солнечном свете в виде маленькой точки на ее поверхности. Но стоит учитывать, что диаметр Солнца в четыреста раз превышает диаметр Луны, а это означает, что Луна находится в канале света, который в четыреста раз больше ее диаметра, в этом случае свет будет падать на поверхность Луны со всех точек поверхности Солнца в каждую точку поверхности Луны, в этом случае практически весь отраженный от всей освещенной поверхности свет попадет в глаза наблюдателя, отраженный свет по интенсивности будет достаточным для того, чтобы видеть яркий диск Луны на небосклоне.

Любая зеркальная поверхность,как известно, теоретически, будет отражать окружающую действительность, окружающие зеркало предметы.

Как, собственно и практически!

А следовательно: предметы, располагающиеся близко от «зеркальной Луны» будут отображаться и, скорее всего, пропорционально источникам света этих предметов, увеличивать (усиливать) его.

Прежде чем отвечать на вопрос, следует рассмотреть данный прожект пусть даже с гипотетической точки зрения, но с практической стороны для планеты Земля в будущем. Потому что современные технологии просто не позволяет этого сделать. Какова же цель озеркаливания влияние Луны на Землю? Вывод напрашивается сам собой: для того чтобы передавать энергию на планету. Но этого мало. Сам процесс терраформирования спутника Земли должен происходить не глупым методом, типа снести всю поверхность, зашлифовать и покрыть псевдо амальгамой для того чтобы она отражала солнце на Землю. Это преступно и непрактично. Наиболее практическое применение данного проекта заключается в том, чтобы сделать купол над поверхностью с реальной отражающей, зеркальной и ровной поверхностью.

Во-первых, предположим расстояние в 1 километр. При таком подходе между куполом и поверхностью спутника можно смело закачивать воздух, создать обводнение поверхности, обеспечить там необходимый жизненный уровень с животными, рыбами, растительностью. Соответственно с лабораториями и местами проживания, зонами отдыха для человека. Однако притяжение Луны негодно для жизнедеятельности человека. Значит нужно вмонтировать внутрь спутника двигатели, которые заставят её обращаться вокруг своей оси с большей скоростью, чтобы приблизить привычное человеку притяжения в 0,8 -1 же. Далее, имея гипотетические двигатели в спутнике, можно заставить его вращаться вокруг Земли быстрее.

Слишком медленно и не неповоротливо Луна вращается вокруг своей планеты. К тому же она неправильно вращается вокруг себя. Что нужно сделать? Во-вторых, чтобы она меняла скорость движение вокруг планеты. Во времена, когда наблюдается полнолуние, то есть планета не перекрывает её, она должна двигаться медленнее, чтобы напитать энергией внутреннее устройство новой «планеты». Передавать большую часть энергии со спутника на Землю. То есть зеркальная поверхность должна быть не совсем зеркальной, потому что должно быть фотоприемники. Соотношение зеркал и приёмников, например, один к одному. Но на идеальной зеркальной поверхности это не будет заметно. Во-третьих скорость движения спутника в местах где темная сторона от планеты, перекрывающей ей Солнца, спутнику нужно ускориться и быстро преодолеть это расстояние.

Зачем Луне находиться в тени своей планеты? Гипотетически это противоречит смыслу прожекта. Скорость обращения спутника Луны вокруг планеты, для освещения Солнцем должно быть неравномерный, а совершенно иной. Луна зеркальная не для того чтобы радовать своим отражённым светом жителей Земли. Это сделано с наиболее практической точки зрения: давать энергию планете и давать энергию внутренним устройствам «новой планеты».

Теперь рассмотрим ответ на вопрос: как будет выглядеть Луна для стороннего наблюдателя с планеты. Во-первых, она будет висеть довольно долго в режиме полнолуния над поверхностью планеты. К тому же на будет вращаться с большей скоростью во время серпа и затемнения. И двигаться более медленно при ярком освещении солнца, и будет видна в дневное время, потому что Луна будет висеть, практически постоянно над местами планеты, которая вращаясь вокруг себя сутки, будут видеть практически весь день. Когда спутник двигаясь перейдёт в тёмную сторону, то ускорится и пройдёт её скажем за час, два. Нужно для остывания, профилактики, особенность орбиты. Всякие серпы, четверти полумесяцы жителями ночной стороны будут видны, скажем в течении часа. Я думаю это самый оптимальный вариант. Фактически Луна будет висеть на небосклоне 23 часа в сутки.

То есть она будет вращаться вокруг планеты приблизительно столько же сколько планета вращается вокруг себя, соответственно новая планета должна вращаться в противоположную сторону вращения Земли, иначе получится, что она вроде как бы зависело над ней. К тому же орбита может быть установлена непостоянной, а с движением одной стороны другой в течение года по спирали. Это имеет смысл охвата территории всей планеты. То есть все жители планеты должны наблюдать полнолуние практически круглые сутки. Луна будет видна на небосклоне при дневном освещении как наименьший вариант, приближающийся к яркой, светящейся точке. Важно помнить о приёмных станциях энергии на планете, равноудалённых друг, от друга. А при ночном режиме, она будет пролетать огромной скоростью.

У некоторых возникает вопрос. А как же люди им же не понравится, что во время ночи спутника не видно на небе? Я в этом сомневаюсь. Потому что люди которым удалось покрыть куполом огромный спутник, наверняка придумают какую-нибудь искусственную Луну, а скорее не одну, целый хоровод искусственных Лун. Величины гораздо меньше, но близко к поверхности планеты, которые мягким светом будут освещать поверхность вместо искусственных уличных фонарей. Но это уже другая область. Для других вопросов.

Я надеюсь, что правильно ответила на вопрос, однако все эти расчёты и прочее кого интересуют, могут произвести и использовать как идею моего прожекта. Для меня главное было осветить данную идею с практической точки зрения. А уже как следствие описать, как будет виден лунный зеркальный шар на небосклоне.

Не надо комментировать мой ответ, для этого существует личка. А для гоблинов у меня есть ЧС.

Источник