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在地球上看到的月亮是月亮的實際位置嗎?
答案:顯然不是。
月球是地球的衛星,月球本身並不能發光,我們能看到月球是因為是月球反射了太Sunny,月球反射的太Sunny在從真空中傳輸最後進入地球大氣層,最後進入人眼,而被人們看到。
其實在這個過程中會發生多次折射。
因為地球的大氣層的厚度大約在1000千米以上,由於重力作為,大氣層形成垂直分層結構,主要包括:分為對流層、平流層、臭氧層、中間層、熱層和散逸層。每一層的氣體成分比例各不相同。如下圖所示。
光從一種介質進入另一種介質時會發生折射,由於介質的密度不同,光的傳播速度也會發生變化。入射角和折射角會不相同,折射角和入射角的差異和介質的密度有關。光從真空中進入大氣層,,速度會減慢,發生折射時折射角會小於入射角如圖所示。
入射角與折射角之間的關係,可以用斯涅爾定律(Snell"s Law)來描述。斯涅爾定律是因荷蘭物理學家威理博·斯涅爾而命名,又稱為“折射定律”。兩種介質的折射率分別為N1和N2則,入射角和折射角滿足以下公式:
N1*Sin(入射角)=N2*sin(折射角);
真空的折射率為1(基準),而標準大氣壓下的空氣的折射率約為1.000277,不同的大氣層折射率會有所不同。同時不同的頻率的光(不同顏色的光)的折射率也有所不同。
如下圖所示,早晨的Sunny因為入射角度較大,折射明顯,因此我們看到的太陽位置顯得比實際位置高。實際位置要更低一些。如下圖所示,這也是為什麼早晨的太陽看上去顯的比較大的原因。相似的,我們看到月光也是如此。
因此我們看到月亮的位置並不是實際位置,當月亮剛升起或者落山時,這時候我們看到的月亮的比較低,但實際位置還要更低一些(如上圖所示),視覺位置和實際差別比較大。而月亮在天空中比較正中的位置時,由於入射角比較小,此時實際位置和視覺位置則比較接近。
我們看到月亮的位置不是實際位置,不同的時間位置差異大小不同。
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不是,光線經過大氣層的折射已經偏離了,就好比日出,當我們看到日出東方時,其實太陽還在地平線以下,看到的太陽虛像比實際位置偏高.月亮也一樣,虛像比實際位置偏高.只有與觀察者成垂直時光線才不發生折射.