Лунный огонь
Можно ли добыть огонь с помощью лунного света и лупы?
На первый взгляд вопрос кажется довольно простым.
Лупа собирает свет в крохотном пятнышке. Любой шкодник скажет, что для розжига хватит увеличительного стекла размером с крышечку от газировки. Слегка погуглив, мы узнаем: Солнце ярче Луны в 400 000 раз. Следовательно, нам нужно стекло площадью примерно так с 400 000 крышечек. Да?
Нет. На самом деле, лунным светом пламя не разжечь [ 1 ] , ↲ Бьюсь об заклад, у Bon Jovi есть такая песня. ↳ и размер линзы здесь не поможет. Причины тому весьма неочевидны. Объяснение потребует привести много справедливых доводов, звучащих как выдумки, и заманит в кроличью нору оптических эффектов.
Для начала озвучим эмпирическое правило: линзы и зеркала не могут сделать объект теплее, чем поверхность источника света. Так что раскалить что-то выше температуры поверхности Солнца, используя солнечный свет, не получится.
Оптика предлагает массу способов доказать это утверждение, но проще — хотя и скучнее — обратиться к термодинамике:
Линзы и зеркала работают «бесплатно», не потребляя энергии [ 2 ] . ↲ Даже больше: все, что они делают, полностью обратимо — а значит, добавив их в систему, вы не увеличите ее энтропию. ↳ Если солнечное тепло передается системой линз и зеркал к точке на Земле, разогревая ее сильнее Солнца, получается, что тепловой поток идет из холодного места в теплое без затрат энергии. Согласно второму постулату термодинамики такого быть не может, в противном случае мы могли бы построить вечный двигатель.
Температура Солнца порядка 5 000 °C, поэтому нельзя солнечным светом и линзами нагреть что-либо свыше 5 000 °C. На дневной стороне Луны чуть больше 100 °C, так что, сфокусировав лунный свет, больше сотни градусов не получишь. А этого слишком мало, чтобы поджечь большинство материалов.
«Стоп! — скажете вы. — Свет Луны совсем не похож на солнечный. Солнце — абсолютно черное тело: оно светится из-за своей высокой температуры. Луна же отражает солнечный свет с „температурой“ в тысячи градусов. Приведенный довод некорректен!»
Оказывается, он все же корректен — по причинам, которые будут озвучены далее. Но постойте — работает ли этот довод в случае с Солнцем? Конечно, трудно спорить с законом термодинамики [ 3 ] , ↲ Поскольку он верен. ↳ но с ним сложно и согласиться, если вы подкованы в физике и привыкли мыслить в терминах потоков энергии. Почему нельзя нагреть точку, сфокусировав в ней много солнечного света? Линзы же могут собирать излучение в маленькую точку, так? Почему же нельзя собирать в одной точке все больше и больше энергии Солнца? В нашем распоряжении свыше 10 26 ватт — любая температура нам по плечу, так ведь?
Вот только линзы не фокусируют свет в точке, разве что источник — тоже точка. Они фокусируют его на площади — уменьшенном изображении Солнца [ 4 ] . ↲ Но иногда — на заметно большом! ↳ Важная разница. И вот почему:
Эта линза направляет весь свет из точки A в C. Если б линза могла собрать свет Солнца в точку, она направляла бы свет также и из точки B в C:
Теперь у нас проблема. Что, если свет отразится из точки C назад, к линзе? Оптические системы нечувствительны к направлению луча — свет должен вернуться в ту точку, из которой пришел. Но как линза поймет, где был порожден этот луч: в A или B?
Общий принцип здесь такой: невозможно «скрестить» лучи света системой линз, поскольку ход лучей не должен зависеть от направления. Так что «уплотнить» свет не получится и существует ограничение на то, сколько света можно передать от источника к приемнику.
Ладно, перекрестить лучи света нельзя. Быть может, у нас получится как бы собрать их, чтобы вместить побольше бок о бок? Можно направить в цель такую «связку», собрав в нее лучи, падающие под разными углами.
Нет, так не получится [ 5 ] . ↲ А мы и так уже в курсе — чуть выше мы уже говорили, что это нарушит второй закон термодинамики.
Оказывается, любая оптическая система подчиняется закону conservation of étendue (закону сохранения фактора пучка излучения). Он гласит: если свет входит в систему с различных углов через некую входную область, то произведение площади входной области на входной угол [ 6 ] ↲ Примечание для особо дотошных: формально в трехмерном пространстве это будет телесный угол — аналог обычного угла в двумерном. Впрочем, неважно. ↳ равно произведению выходной площади на выходной угол. Если свет собирается в небольшую выходную область, то он должен «развернуться» по бо́льшему выходному углу.
Другими словами, «собранные» лучи света становятся менее параллельны — вы не сможете направить их вместе в некую дальнюю точку.
Это свойство линз можно описать и так: они могут заставить источники света занимать больше места на небосклоне, но не могут заставить отдельно взятую точку светить ярче [ 7 ] . ↲ Вот как это зачастую показывают: подержите лупу напротив стены. Она соберет лучи света от различных точек стены и направит их вам в глаза, но стена светлее не станет. ↳ Можно доказать [ 8 ] , ↲ Это будет домашним заданием для читателей. ↳ что увеличение яркости света из заданного источника нарушает закон сохранения étendue [ 9 ] . ↲ В моем résumé написано, что étendue — моя forté. ↳ Другими словами, система линз может лишь связать каждое направление взгляда с некоторой точкой на поверхности источника света, как если бы этот источник окружил вас.
Если вас «окружает» поверхностная материя Солнца, вы, по сути, плаваете внутри Солнца и быстро нагреетесь до его температуры [ 10 ] . ↲ (Очень сильно)
Если вас окружит дневная поверхность Луны, до какой температуры вы разогреетесь? Возьмем лунные камни: их температура достигает той, что мы привели для поверхности Луны (ведь они, собственно, и есть поверхность Луны). Так что система линз, которая фокусирует лунный свет, не нагреет ничего сильнее камешка, уютно устроившегося на лунной поверхности.
Это дает нам еще одно доказательство, что зажечь огонь с помощью лунного света невозможно: Базз Олдрин еще жив.
© What If? по-русски, 2018
Нас можно найти во ВКонтакте, в Twitterʼе, на GitHubʼе.
А еще мы переводим комиксы на сайте xkcd.ru!
В материалах сайта используются оригинальные тексты и изображения с сайта what-if.xkcd.com.
Материалы сайта источника и этого сайта распространяются по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 2.5 License. Также авторы этого сайта полностью солидарны с комментариями к лицензии.
Нашли опечатку? Чтобы сообщить нам, выделите текст ошибки и нажмите Ctrl+Enter (со смартфона — кнопку «Ошибка?»).
Источник
Почему светит Луна? Описание, фото и видео
Многие задаются вопросом: почему с наступлением темноты Луна начинает светиться? Благодаря ученым, есть ответ на этот вопрос. Возможно, для кого-то это станет разочарованием, но Луна не светится, а лишь отражает свет от главной звезды во вселенной – Солнца. Рассмотрим подробнее тему свечения, разобрав процесс и уделив внимание нескольким интересным фактам.
Причины свечения Луны
Как было сказано, спутник не является источником света, а лишь отражает его. Но как каменистое небесное тело без атмосферы может делать это? Ответ прост – оказывается, лунная почва на 50% состоит из стеклянных фракций. Среди камней можно встретить много стеклянных шаров, некоторые из которых имеют абсолютно круглую поверхность. Именно поэтому Луна работает в качестве отражателя.
Причины свечения Луны
Какое количество света отражает Луна?
Объекты, находящиеся в космосе, характеризуются такой величиной, как «альбедо». Она показывает, насколько хорошо объекты способны отражать солнечный свет. Например, известно, что стекло имеет высокое альбедо, а земля – низкое.
По сравнению с остальными телами в космосе, Луна имеет очень низкое альбедо. Это объясняется большим количеством неровностей и грунтом на поверхности спутника. Она способна отражать лишь 12% солнечных лучей, но этого вполне достаточно, чтобы озарять нашу планету большим количеством света.
В полнолуние спутник способен отражать большее количество солнечных лучей, поэтому его можно видеть даже в дневное время суток.
Во время суперлуния, когда Луна выглядит на 14% больше, чем обычно, свечение становится на 30% ярче, чем обычно. Это происходит, когда Земля находится максимально близко к своему единственному спутнику.
Суперлуние
Также существует еще одно обоснование яркого свечения Луны. Оно объясняется эффектом Зелигера, суть которого состоит в том, что яркость твердой шероховатой поверхности резко увеличивается, если источник освещения находится прямо за наблюдателем. Проще говоря, если в ночное время суток встать под фонарем, то свет, исходящий от него, будет казаться ярче, чем на самом деле.
Какой цвет имеет лунное свечение?
В разное время месяца и года луна имеет разный цвет, с чем это связано? Эта иллюзия возникает в результате эффекта Пуркинье, когда человеческий глаз воспринимает цвета по-разному из-за степени освещенности других объектов.
Модель эффекта Пуркине — цветок герани, видимый в нормальном ярком свете, в сумраке, и ночью
Вот несколько примеров разного свечения:
- Лунный свет вокруг полного месяца кажется голубоватым.
- Во время затмения спутник приобретает красный цвет.
- В полнолуние имеет либо светло-голубой цвет, либо светло-желтый.
Почему Луна имеет разные степени свечения?
Все дело в фазах, которые проходит Луна за время вращения вокруг Земли, а Земля – вокруг Солнца. Всего их 8: новолуние, растущий месяц, первая четверть, растущая Луна, полнолуние, убывающая Луна, третья четверть, убывающая Луна. Именно в это время свет падает на спутник под разными углами.
Фазы Луны
В фазе первой четверти и последней, освещается только половина поверхности, которая обращена к Солнцу. В это время планета находится ровно по середине к Солнцу и Луне, при этом с Земли отлично видна вся Лунная поверхность.
Во время фазы новолуния, ее практически не видно, поскольку Луна находится между Солнцем и Землей. В результате получается так, что одна из сторон, которая должна отражать солнечный свет, обращена в противоположную сторону. Именно поэтому в эти дни на небосводе мы видим только небольшую часть Луны – серп.
Подводя итог, можно сказать, что Луна – это отражатель солнечного света. Сама Луна не может достаточно ярко отражать солнечный свет, поскольку поверхность лишь на 50% состоит из стеклянных фракций. Также количество освещения меняется в зависимости от фазы, в которой сейчас находится спутник.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Лучшие ритуалы на растущую Луну в июне 2021 года
В июне 2021 года каждый сможет изменить жизнь к лучшему благодаря ритуалам. В период, когда ночное светило растет, можно запросто притянуть все то, что помогает ощущать радость и счастье.
В июне с 11 по 23 число Луна будет в фазе роста, и этот период эксперты сайта dailyhoro.ru рекомендуют использовать для собственного развития. Благодаря лучшим ритуалам получится измениться в лучшую сторону, попрощаться с неудачами и начать путь к личному процветанию.
Ритуал на избавление от вредных привычек
В период, когда Луна растет, сил прибавляется, и эксперты рекомендуют направлять их в русло решения проблем. В июне 2021 года попрощаться с вредными привычками будет значительно проще, а значит, не нужно терять времени даром.
Для проведения ритуала понадобится лист бумаги, на котором пишут все то, что мешает счастью, затем запечатывают в конверт, берут его в руки и произносят:
«Луна растет, сил добавляет, с вредными привычками попрощаться помогает».
После этого конверт сжигают над пламенем белой свечи, а пепел развеивают по ветру.
Ритуал на деньги
Растущая Луна — прекрасное время для того, чтобы позаботиться о своем финансовом благополучии. Для ритуала не потребуется много сил и времени: достаточно выбрать копилку и поставить себе конкретную цель.
Каждый день, пока Луна растет, в копилку кладут деньги, приговаривая:
«Состояние свое умножаю, нищету прогоняю».
Копилку ставят таким образом, чтобы она постоянно попадалась на глаза, а рядом помещают денежный талисман, чтобы финансы приходили в дом.
Защитный ритуал
Во время роста Луны наступает время для создания амулетов, оберегов и талисманов на защиту. Выбрать можно любую форму: это может быть браслет из красной нити, защитная вышивка, собственноручно сделанный талисман из природных материалов. Готовый оберег после заката кладут на подоконник так, чтобы на него попадал свет Луны. Перед рассветом его берут в руки и проговаривают:
«Луна силами делится, на мою защиту встает, злу прохода не дает».
После этого оберег никому не показывают и не дают в руки, чтобы он не растерял своих защитных свойств.
Ритуал на любовь
Рост Луны помогает избавиться от одиночества и обрести счастливые отношения, а значит, в период с 11 по 23 июня 2021 года каждый сможет привлечь в свою жизнь светлое взаимное чувство. Для этого берут две красные свечи, зажигают их по очереди, приговаривая:
«Свеча — сердце мое. Любовь во мне зажигает, радость привлекает. Как свеча ярко горит, так и в жизнь счастье ворвется, огоньками в глазах отразится».
Затем зажигают вторую свечу, на которую наговаривают:
«Свеча — душа твоя. К моей душе стремится, дорогу к моему порогу находит, по свету Луны ко мне приходит».
Свечам дают догореть до конца, а огарки складывают в мешочек и прячут до тех пор, пока не произойдет судьбоносная встреча.
Каждый ритуал поможет привлечь в жизнь необходимые перемены, если верить в свои силы и действовать решительно. Счастье не заставит себя ждать, ведь оптимистичный настрой и вера в лучшее будущее будут отличными помощниками для обретения личного счастья.
Источник