风暴-风暴娱乐-注册登录站

风暴注册

风暴资讯

更多
电话:400-123-4567
传真:+86-123-4567
邮箱:admin@youweb.com
地址:广东省广州市天河区88号

风暴资讯

当前位置: 首页 > 风暴资讯

为什么月亮又圆又大的晚上,星星特别少?

浏览次数:129 发布时间:2023-05-07 16:58:30

如何正确解答人类幼崽层出不穷的、天马行空的「为什么」,大概是所有年轻父母共同的养育烦恼。知乎联合少儿社,推出《知乎版十万个为什么》新一代科普启蒙绘本,各领域机构和专家及知乎优秀答主,与年轻父母一起,为孩子们的「新问题」找到新的解答。 本问题来源自《知乎版十万个为什么》,你会怎么回答?

因为现在天上本来就看不到几颗星星了,只是有月亮的时候你比较喜欢看天空

月朗星稀

意思是夜空里月亮太亮了,所以很多星星看不到了。

再举个极端例子,白天有太阳的时候,星星也是存在的,但我们更看不到了,太阳太亮了。

在很多很多年前,诗歌中就有:“月明星稀”的说法。那么,为什么“月明”就会“星稀”呢?

因为“明”、“暗”在一起对比,就会发现,“明”者更亮,“暗”者自然就暗了。

这就是“月明星稀”啊。

一个直观的原因就是,满月实在是太亮了,尽管月亮本身并不发光,但满月离地球太近,仅靠反射太阳光就成为我们在夜晚的空中能看到的最亮的天体。

我们用视星等来描述我们在夜晚看到天空中的天体的亮度。星等并不仅仅取决于天体自己的发光能力,还与其离地球的距离有关。

星等最早由希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus)提出,他将夜空中的天体分为六等,一等最亮,六等最暗。现代天文学便沿用了这一分级方式。我们发现一等亮度的星星比六等亮度的星星亮了大约100倍,因此,我们定义相邻两个星等的亮度差距为 100^{1/5} ,例如二等星比三等星亮了大约100^{1/5},即约2.512倍。当然,更亮的星星可以出现零星等或负星等。至于星等零点,美国哈弗大学天文台以小熊座λ星的星等为6.55来规定星等零点。我们用m表示星等,两颗天体的星等差距为:

其中E为两颗天体的照度,即发光体在某一距离处单位面积上的光照强度。

再次说明,星等数值越小,天体越亮。

当然,视星等只是对地球观察者而言的相对观念,并不能真正反映天体亮度,因此由绝对星等的概念。天文学规定把天体置于距离观察者10 pc(parallax second,是天体物理长度单位,秒差距,其长度为32.616光年)时,所计算出来的视星等定义为该天体的绝对星等。下文我们叙述的星等为视星等。

夜空中我们能看到的星体最暗为6m(也有说6.5m),当然这也与个体差异、天气状况等有关。而大家认为比较亮的星体——北极星的星等约为1.98.而我们能看到的的最亮的星为天狼星,视星等为-1.47.而我们能看到的星星总计也只有6000余颗,其中由约4800颗都是六等星。一等星以及比一等星更亮的星一共只有不到30颗。但是满月的视星等为-12.9,太阳的视星等-26.74.这意味着,满月比夜空中最亮的星——天狼星——亮了37000多倍。而太阳比满月还要亮340000多倍,这就是我们白天看不到任何星星的原因,太阳公公一枝独秀啊。但新月的视星等只有-2.5.只比天狼星亮了大概2.58倍。值得一提的是金星最亮时视星等可以达到-4.9.也是夜空中非常亮的星。

视星等 | 图源自百度百科

因此,满月相对其他星星,实在是太亮了。而我们能不能看清楚物体主要看对比度(又叫衬比度),他反映了相近两块区域内的光强最大值和最小值的差距:

V=\\frac{I_{max}-I_{min}}{I_{max}+I_{min}}

I_{max}I_{min} 分别为相邻区域光强的最大值与最小值,可见,如果相邻区域光强最大值与最小值的差距越大,我们的视觉效果就越好,反之,视觉效果就越差。而满月时,由于月亮亮度实在太高,导致整个天空都比较亮,背景亮度就很高,即满月时上式中 I_{min} 很高,那对于相同的星星(即 I_{max} 不变),对比度就明显下降,因此我们视觉效果就很差,所以有些视星等低的星星(即 I_{max} 本来就不高)就看不见了。而白天时,由于太阳更亮,星星所在区域的背景亮度可能 I_{min} 比星星都亮,因此,白天几乎完全看不到星星。

另一方面,当有强光刺激时,人的瞳孔会缩小,进入眼睛的光线会减少,以保护眼睛。而当满月出现在天空中时,人眼就会主要接受来自月亮的光线,瞳孔收缩,接受的一些六等星的光变少,可能就看不见了,上文也提到了,我们能看到的星星中,绝大多数都是勉强能看见的六等星,因此,满月的天空中我们能看到的星星确实变少了。就像白天时我们看不到任何星星一样。

还有一种可能的原因是马赫带效应。这是人眼的一种视错觉效应。它是指当亮度从一个亮度平台过渡到另一个亮度平台时,在较高亮度平台和过渡带的边缘会出现一条比亮平台更亮的亮条,而在较低亮度平台和过渡带的边缘会出现一条比暗平台更暗的暗条,物理上检测不出这两个条带的存在,它们的存在实际上是人眼的视觉特性造成的。简单来说就是,亮的更亮,暗的更暗。

马赫带效应 | 图源自参考文献

因此当满月出现在夜空中的时候,马赫带效应会导致月亮看起来更亮,而星星看起来更暗,因此视觉上,满月出现的时候,星星更少。

综上,月亮又大又圆的夜空中,我们能看到的星星确实更少,这个现象其实很早之前我们就发现了。曹丞相就有诗:月明星稀,乌鹊南飞。绕树三匝,何枝可依。(虽然曹丞相这句诗不是主要写这个的)

参考文献:

[1]刘伟民.天体物理中的星等概念比较[J].商丘师范学院学报,2011,27(09):34-36.

[2]李元勇. 马赫带现象研究[D].天津大学,2008.

3. Apparent magnitude——Wikipedia

天上的星星一直都在,只是因为它们距离较近,发的光比较微弱,天越黑的时候才越明显。

月亮的月亮会照亮夜空,淹没了夜空中那些不够亮的星星的光,看起来也就不那么明显。——《十万个为什么》

如何正确解答人类幼崽层出不穷的、天马行空的“为什么”,大概是所有年轻父母共同的养育烦恼。

知乎联合少儿社,推出《知乎版十万个为什么》新一代科普启蒙绘本。

绘本共收集筛选了200个孩子提出的有趣味性、有意义和教育价值的问题,收录了800个最前沿的科学发现与知识成果,将儿童对于科学问题的无限想象进一步放大,并经由顶绘本共收集筛选了200个孩子提出的有趣味性、有意义和教育价值的问题,收录了800个最前沿的科学发现与知识成果,将儿童对于科学问题的无限想象进一步放大,并经由顶级专家学者和知乎优秀内容创作者的打造,逐步完善出最适合国内当代儿童的科普教育内容。

绘本的解答以图片和文字的形式构成,这样可以激发孩子的好奇心,引发孩子求知欲

更重要的是在工作之余的家长也可以好好休息,不会因为孩子各种奇葩的问题而烦恼,也不会因为答不上人类幼崽提出的问题而语塞了。

需要的家长可自行下单!

快拍快发/包邮↓↓↓

平台注册入口