Warum erscheint der Mond manchmal riesig und in orangeroter Farbe in der Nähe des Horizonts?

(Quelle, Wikipedia Commons)

Der Mond wird allgemein als „ Erntemond “ bezeichnet, wenn er im Herbst so (dh groß und rot) erscheint, neben einigen anderen Namen. Es gibt auch andere Namen, die mit bestimmten Zeitrahmen verbunden sind. Die Farbe entsteht durch atmosphärische Streuung (auch bekannt als Rayleigh-Streuung ):

Vielleicht ist Ihnen aufgefallen, dass sie immer dann auftreten, wenn Sonne oder Mond nahe am Horizont stehen. Wenn Sie darüber nachdenken, muss Sonnenlicht oder Mondlicht durch die maximale Menge an Atmosphäre wandern, um zu Ihren Augen zu gelangen, wenn die Sonne oder der Mond am Horizont stehen (denken Sie daran, dass diese Atmosphäre eine Kugel um die Erde ist). Sie erwarten also, dass mehr blaues Licht vom Sonnenlicht oder Mondlicht gestreut wird, wenn die Sonne oder der Mond am Horizont steht, als wenn sie beispielsweise über Ihnen stehen. Dadurch sieht das Objekt röter aus.

Was die Größe betrifft, so wird dies allgemein als „ Mondillusion “ bezeichnet, die eine Kombination vieler Faktoren sein kann. Die häufigste Erklärung ist, dass der Bezugsrahmen unser Gehirn nur austrickst. Auch wenn Sie gerade nach oben schauen, ist die wahrgenommene Entfernung für unser Gehirn viel kleiner als die Entfernung zum Horizont. Wir nehmen den Himmel nicht als eine halbkugelförmige Schale über uns wahr, sondern als eine viel flachere Schale. Bitten Sie einfach jemanden, auf die Mitte zwischen Horizont und Zenit zu zeigen, und Sie werden sehen, dass der Winkel tendenziell näher an 30 Grad liegt als an den 45, die er sein sollte.

Diskussion an der Universität von Wisconsin über die Mondillusion .

NASA-Diskussion über Mondillusion .

Eine grafische Darstellung dazu :

Dr. Phil Plait bespricht die Illusion im Detail .

Die beiden Effekte hängen nicht zusammen.

Die Größe, die größer erscheint, ist bis heute Gegenstand einiger Spekulationen, aber es ist ein rein psychologischer Effekt. Wenn Sie das beweisen wollen, werfen Sie einen Blick auf den Mond, während Sie aufstehen und zwischen Ihre Beine schauen. Es wird nicht annähernd so groß aussehen.

Die rot/orange Farbe hängt damit zusammen, dass der Sonnenuntergang rot ist. Tatsächlich ist es genau dasselbe. Das blaue und grüne Licht wurde bereits gestreut, sodass nur noch das rote/orange Licht zurückbleibt. Dies kann durch alle Dinge verschlimmert werden, die dazu führen, dass Sonnenuntergänge lebendiger sind, einschließlich Verschmutzung, Wolken, Staub, vulkanischer Aktivität usw.

Es ist eine optische Täuschung. Es sieht nur in Horizontnähe größer aus, weil es leichter mit vertrauten Objekten am Boden verglichen werden kann. Wenn Sie eine Münze vor Ihre Sichtlinie halten, während Sie den Mond betrachten, und dann Ihre Armstreckung für einen niedrigen Mond und einen hohen Mond vergleichen, sehen Sie, dass sie gleich sind. IOW, die Durchmesser sind gleich.

Ich habe keinen Link, weil ich das vor Jahren aus der nächtlichen PBS-Astronomiesendung Jack Horkheimer: Star Gazer gelernt habe und ich glaube nicht, dass Jack uns anlügen würde ;o)

Bearbeiten Sie, um die Farbfrage zu beantworten. In einem niedrigen Winkel durchschneidet Ihre Sichtlinie mehr Atmosphäre, sodass die "Farbsättigung" ansteigt, je nachdem, welche Gase sich zu diesem bestimmten Zeitpunkt und in diesem bestimmten Gebiet in der Atmosphäre befinden.

1. Analyse

Wie in der Abbildung gezeigt,$HG$ist das Objektiv,$w$ist die Höhe des abgebildeten Objekts$AC$,$x$ist die Höhe wie$JM$,$v$ist die Bildentfernung,$u$ist die Objektentfernung, und$f$ist die Brennweite. Die rote Linie ist der Lichtweg.$DE$ist der Bildschirm.

Wir alle wissen, dass die Beziehung zwischen$u$,$v$, und$f$ist

$\cfrac{ 1}{ u }+ \cfrac{ 1}{ v}= \cfrac{ 1 }{ f } (1)$

$f = \cfrac{uv }{ u + v }$

Aus ähnlichen Dreiecken können wir sehen:

$\cfrac{ x}{ w }= \cfrac{ v-f}{ f }= \cfrac{ v }{ f }-1$

und so

$x = w(\cfrac{ v}{ f }-1)(2)$

Aus Gleichung (2) können wir sehen, dass wenn$w$und$v$sind unverändert und$f$nimmt dann ab$x$wird steigen.

Es ist auch der Grund, warum das menschliche Auge den Mond am Horizont sieht, sodass er größer wird. Beim Betrachten des Horizonts und des Mondes verwendet das menschliche Auge aufgrund des Einflusses der Bodenszenerie (die Entfernung ist viel kleiner als der Mond) eine relativ kurze Brennweite, sodass das Bild des Mondes relativ groß ist, obwohl die Bild des Mondes ist nicht so klar; Wenn der Mond oben steht, verwendet das menschliche Auge eine längere Brennweite, sodass das Bild des Mondes kleiner, aber das Bild des Mondes klarer ist.

Die Bildentfernung$v$ändert sich nicht, und die Objektentfernung$u$ändert sich auch nicht. Verwischt die Änderung der Brennweite das Bild des Mondes? Dieser wird innerhalb einer gewissen Grenze nicht unscharf, da der Mond sehr weit von der Objektentfernung entfernt ist$u$groß ist und die Öffnung des menschlichen Auges relativ klein ist, so dass die Mondabbildung eine große "Schärfentiefe" hat.

2. Vergrößerung

Lassen$K$Seien Sie die Vergrößerung, schauen Sie sich die Brennweite des Zenitmondes an$f$, und Bildhöhe als$x$, und betrachten Sie die Brennweite des Horizontmondes als nicht$F$, und Bildhöhe als$X$. Dann nach Formel (2)

$K = \cfrac{ X}{ x } =\cfrac{ \frac{ v}{ F }-1}{ \frac{ v}{ f }-1 } = \cfrac{ \frac{ 1}{ F }-\frac{ 1}{ v }}{ \frac{ 1}{ f }-\frac{ 1}{ v }} (3)$

$F ＜ f$

Wenn die Objektentfernung des Zenitmondes genau der Entfernung entspricht$u$von der erde bis zum mond, untergang

$\cfrac{ 1}{ U }= \cfrac{ 1 }{ F }-\cfrac{ 1}{ v }$, dann (3)

$K = \cfrac{ \frac{ 1}{ U } }{ \frac{ 1 }{u } }= \cfrac{ u }{ U }$(4)

Es ist ersichtlich, dass die kleineren$F$ist, desto kleiner$U$ist, und dann desto größer$K$ist, desto größer ist die Vergrößerung.

Wenn Sie sich darauf konzentrieren$300,000$Kilometer ist die Vergrößerung

$K = \cfrac{ 38}{ 30 } = 1.266$mal

3 Diskussion

Beim Fotografieren mit einer Kamera hat der Mond über dem Kopf die gleiche Größe wie der Mond am Horizont. Das liegt daran, dass die Kamera mit der gleichen Brennweite aufnimmt. Dies unterscheidet sich von menschlichen Augen. Aufgrund des Einflusses der Bodenlandschaft und der Sehgewohnheiten ist die Brennweite des menschlichen Auges bei der Beobachtung des Mondes in Bodennähe kürzer als die des Zenitmondes.

4. Fazit

Ich denke, die Mondillusion ist das Ergebnis der Beobachtung des Mondes mit einer relativ kurzen Brennweite. Ich denke, das ist der Grund für die Mondillusion.