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1 # 來看世界呀
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2 # 老粥科普
星星“眨眼”是因為大氣湍流造成的。
大氣層我們地球的上空覆蓋著一層厚厚的大氣,一般地說地球大氣層的厚度有1000千米,實際上據最新的探測結果,科學家們發現大氣層最厚的地方竟然高達60萬公里,也就是說月球實際上是在地球大氣層中執行的。當然,120千米以上的空氣就已經極稀薄,常常被視作真空地帶了。
地球大氣層中主要含有78.1%的氮氣;20.9%的氧氣和0.93%的氬氣;還有少量的二氧化碳、水蒸氣、氫氣和氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣等稀有氣體。這些氣體物質都是有質量的,地球引力吸引氣體,使其在地球表面周圍形成稠密的大氣層。
(大氣層)
大氣湍流我們知道地球每時每刻都在轉動,大氣層基本上與地球的轉動保持同步。地球自轉的速度很快,在赤道上的自轉線速度為 466 米/秒,要知道聲音在1個標準大氣壓和15℃的條件下的傳播速度才是340米/秒,你坐在家裡不動分分鐘就超音速了,如果地球動大氣不隨著地球一起運動,那風速是難以想象的。
這並不代表地球的大氣很平靜,它時刻都在運動,這種運動被科學家們稱為“大氣不穩定”,簡單說就是有風。
(別當真,更不要對號入座)
大氣不穩定通常分為水平不穩定與垂直不穩定。水平不穩定就是大氣的水平運動,因為地球自轉、大氣壓力梯度等原因,大氣層從低空到高空的水平運動速度不同;垂直不穩定通常因為大氣層中某一部分空氣中水分含量高,高含水的空氣受熱或者變冷,冷熱造成空氣密度變化使它們上升或下降,從而造成垂直對流。這兩種不穩定同時發生,就形成了整個大氣層的不穩定。
(地形變化也可以造成空氣湍流)
空氣湍流會彎曲光線盛夏將至,細心的朋友會發現這樣一種自然現象,在被太陽炙烤的街道上會看到熱空氣造成的波浪,甚至出現“假水”的海市蜃樓景觀。這是空氣受熱發生湍流彎曲光線的結果。
(熱浪會扭曲光線,在馬路上造成“假水”的光學現象)
我們知道光線在真空中是直線傳播的,當光線從空氣進入水中時它會發生折射,這是由於水這種透明介質的密度與空氣的密度不同造成的。當光在兩種不同密度的介質中傳播時,光線就會因折射而發生扭曲,空氣也可以折射光。這種現象不僅出現在前面說的炙熱的街道,還出現在攝影者拍攝地平線附近夕陽的時候,星星“眨眼”也是一樣的道理。
(夕陽被空氣彎曲,看起來不圓)
熱空氣的密度低,冷空氣的密度相對高一些,當冷熱空氣相遇發生空氣湍流時,大氣中就出現許多不同密度空氣團相互交錯無規律運動的情況。這時候一束遙遠的星光穿過大氣,它的光線就會在不同密度的空氣團中反覆彎折,我們只有在大部分光線掃過視網膜的時候看見的星星才最亮。
(星光在大氣中反覆折射,看起來很不穩定)
大氣湍流對天文觀測的影響有兩種職業的人最不喜歡大氣湍流,其一是飛行員,另一個就是天文學家。
大氣湍流會嚴重影響飛機的飛行,使飛機發生顛簸。除非多普勒鐳射氣象雷達的幫助,否則飛行員們是無法在高空觀察到空氣流動的,一旦飛機進入到亂流區域,它會在氣流的推動下劇烈顛簸,增大安全風險。而如果遇到強烈的風速變化(也就是我們常說的風切變),它甚至可能造成嚴重的空難事故。
(飛機尾流本身也可以造成空氣湍流,在機場區域,它會影響後方飛機的飛行安全)
天文學家們沒有生命安全上的顧慮,但不穩定的大氣會嚴重影響他們的觀測工作,特別是在使用光學望遠鏡觀測星空的時候。
世界上許多著名的天文臺都設在高高的山頂,或是空氣極其乾燥的高原之上。並不是這裡離太空更近,而是這裡的水氣更少、大氣湍流的現象更輕一些。
(高山之巔的天文望遠鏡)
即便如此,高空大氣層中空氣流動的影響還是會影響對遙遠星光的觀測。科學家們透過光學干涉儀來修正大氣湍流的影響,他們開發出精密的自適應光學系統,它透過發射強大的鐳射束來實時檢測大氣層中某些區域空氣密度的變化,在計算機的幫助下對拍攝的天文影象進行補償和修正,從而得到更加清晰的太空影像。
(先進的天文望遠鏡透過發射鐳射束來修正大氣湍流對影象的影響)
當然,要想看見“不眨眼”的星星,最好的辦法就是飛出大氣層,到外太空,甚至到月球上去。那裡沒有空氣,沒有大氣湍流,也就不會有“眨眼”的星星了。
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3 # 甜甜向上精心創作
拍了一點小影片,大家欣賞一下,就是用手轉動一個小手電筒,有時能看到燈珠,有時看不見燈珠。
其實,看到夜空的星星“眨眼睛”,與上面的影片中看到的現象由相通之處,有時能看見星星,有時看不見星星。但具體原因不同,首先,看到夜空中“眨眼睛”的星星都是太陽系外的恆星,距離地球十分遙遠,它們發出的光線傳播到地球可近似看作平行光。一個小插曲,大家可能聽說過,科學家推測:燈蛾是遠古就存在的生物。燈蛾夜間飛行就是以遙遠的星光作標準,飛行時只要與星光保持一定的夾角,就能保持直飛。後來出現了人造光源,由於距離較近,燈光是向外發散的。但燈蛾依然固守遺傳下來的經驗,於是,“燈蛾撲火”便不難理解。其次,大氣層是不均勻的,並且始終處在不停地動盪之中,來自遙遠星球的光線進入大氣層之後,不斷的發生折射,並且折射的方向也在不停地變化。這樣,星星上射出的光線有時能射入人眼,有時不能射入人眼,就像人的眼睛一眨一眨的,或者“一閃一閃亮晶晶”。
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4 # 使用者5484251964
我們所看見的夜空中閃爍的繁星,其實是與太陽一樣燃燒著的巨大的氣體火球,它們在幾十億千米外的外層空間向各個方向發射光線。光線在被我們看到前必須穿過地球大氣層的不同空氣層才能到達地球,光束邊緣發出的光波要透過不同厚度的空氣。這就造成光波到達地面時的不規則,使我們覺得星光在顫動。????你以為星星眨眼睛是因為大氣波動嗎?
是因為愛你啊,笨蛋
回覆列表
不用感覺,星星就是會“眨眼睛”。恆星在某一個階段其亮度是比較恆定的,但是我們觀測到的星星確實有明暗的細微變化,主要是由於地球自身的原因導致星星亮度變化。
我們夜晚能夠觀測到的星星絕大多數是恆星,它們的亮度非常高,所以儘管距離地球很遠,星星看起來依然十分明亮,只不過由於距離的關係我們看到的就是一個小點;少數是太陽系星星,金木水火土等行星在地球上可以肉眼觀測到,古人就是憑藉肉眼記載它們的執行規律;少數的流星,流星是闖入大氣層隕石,由於執行速度非常快和地球大氣有劇烈的摩擦,摩擦生熱,使得流星也相當明亮;
最後還有人造衛星,一些處於地球近地軌道上的人造航天器的太陽能帆板或者表面覆蓋的反光隔熱材料能夠較好地反射陽光,角度合適的時候,當地面已經陷入黑夜時,航天器因為所在的位置很高,可能反射較多的陽光使得在地面用肉眼就可以觀測到它們。它們都有一個特點,那就是亮度會有細微的變化,主要不是由於它們自身亮度變化而是地球的大氣影響觀測。
夜晚能夠肉眼看到的星星絕大多數都是恆星,恆星除非超新星爆發,一般在一定的觀測時間內亮度是比較均衡的,但是我們看到的卻是星星亮度會有變化。大氣是由氣體分子構成的,雖然氣體分子很小,但是依然會對光進行漫反射折射等現象,天空成藍色就是因為氧元素在光照下對趨近於藍紫的光的漫反射現象。大氣構成稀薄,大氣分子很容易受到熱量的作用而發生較為劇烈的變化。
方陰天下雨,有的地方則是晴朗的,那就造成地面的受熱不均,進而導致地面上空的空氣受熱不均。受熱不均就導致大氣有密度的差異,在密度壓力差的影響下氣體互相流動就產生了風,風中會形成很多的大氣湍流,氣體不斷擾動造成氣體對光的穿透和反射的影響,造成星星亮度的細微變化。
這個現象在夏季炎熱季節十分常見,汽車尾氣溫度高,看起來尾氣周圍的景物都有點飄忽不定;柏油馬路表面在炎熱的天氣中也會出現類似的情況,就是因為氣體受熱不均勻相對流動造成的氣體湍流引起的結果。