日落时太阳的放大倍数
太阳全天明显放大或缩小的现象是试图理解扁平地球理论的圆形地球人混淆的常见原因。本文作为对该主题的介绍。
内容
1放大和缩小
2镜面反射示例
3大灯示例31大灯视频示例
4灯柱示例41灯柱视频示例
5偏光镜片示例51偏光镜片例二
6光束发散角
7激光投影
8太阳亮度不一致81亮度不一致：圆形地球之谜
9类似的效果：混乱的圈子
10问题和解答
11也可以看看
放大和缩小
问：如果太阳消失在远处，它不应该随着它的后退而变小吗？
答：由于强烈的光线穿过大气层的地层造成的放大效应，太阳在它后退到远处时仍然保持相同的大小。
从《地球不是地球》一书的第 10 章，我们读到：
“ 众所周知，当任何类型的光通过致密介质照射时，在给定距离处，它看起来比通过较轻介质看到时更大或放大。当介质在溶液中含有水性颗粒或蒸汽时，例如在潮湿或有雾的气氛中，这一点更为显着。任何人只要站在一盏普通路灯的几码范围内，注意到火焰的大小，就会对此感到满意。在远去许多倍的距离时，大气层上的光会显得大得多。这种现象在任何时候都或多或少地被注意到；但是当空气潮湿多雾时，它会更加强烈。很明显，在日出和日落时，太阳光必须通过比中午更长的大气空气照射；除此之外，地球附近的空气都更稠密，并且在溶液中含有更多的水状颗粒，而不是中午太阳照耀的较高地层；因此，光必须被放大或放大，以及改变颜色。 ”
——塞缪尔·罗博瑟姆，地球不是地球
下次你观察日落时，请注意太阳比中午在头顶上时更朦胧、更稀薄、更不强烈。这是一个明显的迹象，表明它的光线正在穿过厚厚的水平大气层，就像来自远处路灯的光线一样。当它在天空中低处时，太阳的强度会被如此稀释，以至于可以不眯着眼睛直接看它。
如果你曾经在晚上看过一座城市，你就会知道远处的光源从远处看起来被放大了，因为它们通过大气介质发光。离光源越远，在你们之间放置的介质越多，灯光就会越放大。当您向光源移动时，放大后的灯光会缩小。当你离开时，灯光的直径再次变大。
一个普通的夜晚繁华的城市。
考虑右边的图片。观看图像时，您会立即注意到场景中远处的灯光显得放大而强烈，尤其是图像左上方的明亮白色灯光。您应该注意，背景中的许多灯光与前景中的灯光一样大。这与人们的预期完全相反。背景灯远得多，远处的灯泡都小于屏幕的单个像素。背景中保持其大小的灯光是大气的放大效果平衡自然缩小到透视的一个很好的例子。
作为日落时太阳放大的类比，让我们想象我们在一个带手电筒的黑暗房间里。我们将光照射在墙上，形成一个独特的光环。如果我们向后走并远离墙壁，光点的直径就会增加。当我们走向墙壁时，光点再次变小。同样的效果也发生在日落时遥远的太阳上。然而，光线不是像墙壁那样的固体表面，而是照射在观察者和太阳之间的半透明大气雾上。由于透视导致的太阳自然收缩被它的光在你和光源之间的大气层水平层上的放大效应抵消了。这就是全天保持太阳直径的方式。
这种效果有两个标准：
1 效果只影响一定强度以上的照明光源。并非所有灯或光源都会发生这种情况。
2效果只影响远场的发光体。当光源太靠近观察者或相机时不会发生。远场中的光源在远处看起来大小相同。
镜面反射示例
在镜子的简单反射中可以看到相对恒定的尺寸效应。这可能类似于在观察者和源体之间的介质上的投影。
” 问：这是我在儿子的练习册上看到的一个实验。它说用白板记号笔在镜子上标出你的前额顶部和下巴底部。然后慢慢向后移动，并根据两个标记的主观判断，调查反射的大小会发生什么变化。它实际上让我大吃一惊。我一直认为当你远离镜子时反射会变小。
为什么是这样？ ”
“ a镜子按比例变小。解释是三角形的相似性。眼睛和镜子上的标记形成一个三角形，而眼睛和图像上的两个点形成另一个三角形。无论距离多远，这两个三角形都是相似的，比例为 1/2。 ”
说明图：
总而言之，当观察者远离它时，镜子和图像会按比例变小，但图像反射在镜子上保持相同的比例。
将镜子示例应用于太阳投影解释有一个修改：大气的“镜子”（投影表面）通常或累积地始终与大气平面上的观察者保持固定距离，随着观察者的移动而移动，因此不会随着观察者的运动成比例地变小，因为它会随着观察者的移动而自然地与观察者一起移动。
太阳的辐射光源在介质上的观察者面前产生一个投影，然后可以远离观察者的距离后退，其新的视在尺寸与其在大气平面上的原始投影相同。随着太阳缩小到透视，它的投影也以相同的比例放大，就像镜面反射实验一样，导致它在后退时在介质上保持相同的相对大小。
鼓励读者为自己进行镜像实验。
大灯示例
远处的明亮灯光通常会投射在大气层上。就眼睛所见而言，这些入射前灯发出的光在高速公路上的大小是恒定的。
请注意，只有进入车道上汽车的强烈前灯被放大。迎面而来的车道上的大灯都是一样大的。前照灯发出的强光捕捉到光源和摄像头之间的大气平面上，形成了光的放大。这种放大倍率随着距离的增加而增加，使前照灯在整个车道上的尺寸相同。
与此相反，远离摄像头的汽车的红色尾灯强度不足以捕捉到大气飞机，而是适当地缩小到远处。
大灯视频示例
以下头灯接近摄像头的视频也说明了这种效果：
在上面的视频中应该注意到，远处射入的前照灯并不是像这样的场景中所预期的那样的小光点，而是相互重叠的大光点。
灯柱示例
灯柱也可能表现出这种效果。远处的灯光并没有持续缩小：
来源（存档）
注意：上图中离观察者最近的灯比远处的灯略大，这是真的。如果身体离观察者太近并且没有足够的气氛可以捕捉到并且身体比投影图像大，那么非常靠近你的灯会看起来更大。当然，距离眼球三英寸的路灯看起来比远处的路灯要大。非常近的灯更大并不矛盾。在这些讨论中，我们主要关注远场中非常遥远的光 我们可以看到，该场景中远处的灯并没有持续缩小，尽管它们之间的距离与最近的灯一样多。随着距离的增加，收缩似乎显着放缓，这与人们预期的相反。最远的灯应该是小斑点，但在尺寸上与远场中的其他路灯相对一致。这是放大效应的证据。
以太阳为例，当它在头顶上方时，太阳已经开始在远场远离你，然后在远离你时变得更远。它永远不会像路灯那样在近场。
灯柱视频示例
在以下视频中可以找到另一个效果示例。远场灯柱大小一致。近场的灯柱尺寸更大。人们会注意到远场中的灯不会持续收缩。
偏光镜片示例
人们经常断言，上述效果是由眩光引起的，如果人们通过偏光镜观察场景，眩光会被逆转。这个断言引发了一个明显的荒谬：为了解释一致尺寸的观察，放大的眩光需要看似智能地调整自己的尺寸，根据与观察者的视角和距离的缩小，以使物体尺寸相同。距离。
例如，如果眩光使物体在一个位置上的大小是其大小的 2 倍，那么在距该位置 8 倍远的距离处，一个小 8 倍的物体将需要 16 倍的眩光才能匹配第一道光的眩光，即初始比例增加八倍。令人怀疑的是，“眩光”如何知道观察者的位置，以使物体在远处保持其大小。
偏光镜片的“眩光”不会缩小。看看这个视频和演示一副流行的偏光眼镜，用于在 4:52 标记的夜间驾驶。
我们看到远处有一辆车，车头灯相互重叠：
现在，当他应用偏光镜时——车头灯仍然重叠：
继续观看视频以验证有问题的物体确实是汽车。
从视频描述：
“ 偏光 100 uv 400 防眩光镜片可保护您的眼睛，并通过将扭曲和分散注意力的光线转换为水晶般清晰的视野来确保清晰度和控制力 ”
—bluepond knight visor
我们论坛的一位成员 thork说：
“ 我实际上有一副夜间驾驶眼镜。你把它们放在水体上，对我来说是一条小溪。然后将它们旋转 90 度。当你这样做时，由于反射，突然你再也看不到水了。它们是 100 极化的。 ”
偏光镜片例二
与上述类似的另一个示例显示在以下视频中 3:06 处：
soxick 男女高清夜视眼镜，带偏光镜片
在左侧接近车道上，远处有一辆车，前灯相互重叠。靠近的汽车的前灯被放大并重叠，无论是通过偏光镜观察还是不通过偏光镜观察。
光束发散角
这种放大远场光线的现象也出现在激光器中。据说“直”的光线在远距离照射时会扩散开来。请注意，该效果不会像远场那样影响近场。
从关于 beam divergence 的维基百科条目中，我们读到：
“电磁波束的波束发散度是波束直径或半径随着距电磁波束出射的光学孔径或天线孔径的距离而增加的角度度量。”
—维基百科贡献者
激光投影
从有关望远镜基础（存档）的文档的第 55 节中，我们读到激光用于在大气层上进行投影以模拟恒星。这可以证明光在大气层上的行为方式。当某种质量的光源照射到大气中时，它会产生投影：
“ 直到最近，地面天文学家不得不简单地接受视觉的扭曲，但现在他们可以通过多种方式部分补偿这种视觉。一种技术涉及同时观察已知的“参考”恒星和感兴趣的物体。通过仔细测量大气如何扭曲已知恒星的图像，可以对其他物体的图像进行校正。不幸的是，很少有足够亮的恒星与感兴趣的物体足够接近以使这种技术起作用。因此，天文学家开发了一种技术，使用强大的激光束在他们需要的地方制造人造恒星。
激光束投射到大气上，如图 520 所示。人造恒星图像的变形由计算机记录下来，然后计算机触发放置在望远镜光束中的校正镜上的微型执行器。致动器在校正镜中产生微小的调整，以抵消大气造成的调整。这种称为自适应光学的技术已经通过我们大气的湍流为天文学家提供了显着改善的视野，如图 520 中的插图所示 ”
太阳亮度不一致
此外，应该注意的是，太阳似乎是不一致的明亮。这很奇怪，因为在圆形地球模型中，太阳是一个物体，其中来自半球形太阳表面的每个点都到达观察者的眼睛。人们应该期望看到太阳体的所有部分都具有相同的强度，或者边缘处的强度增加，因为强度是由累积的光子定义的，并且这些区域每平方角秒的英里数增加。
找到一张通常通过太阳滤镜拍摄的日食照片，然后修改亮度和对比度设置以突出图像中最亮的区域：
将其与屏幕上投影仪图像中看到的热点进行比较：
来源：热点或亮度不均匀性（存档）
在太阳中看到的热点可能表明在大气层上的投影。投影，例如投影在电影屏幕上的投影，往往会有热点。
亮度不一致：圆形地球之谜
亮度不一致是ret中的一个问题，这是公认的。天文学家很难解释如何使太阳的外层明显比其他层更暗。
天文学家不得不让太阳表面，即光球层，变得非常冷——只有大约 6000 开氏度，而太阳大气层的温度要高得多，称为太阳日冕（存档），大约有几百万度开氏度，可以看到作为在日全食或日冕仪上看到的围绕太阳的纤细光环；并且与太阳核心的 1500 万度开尔文（存档）相比也有显着差异。此外，天文学家必须使外部冷光球层透明或半透明，以便来自核心的辐射可以通过它到达观察者。
文章：解开太阳热大气层之谜（存档）：
“ 太阳表面光球层的温度约为 6000 度，但外层大气日冕——在日全食期间从地球上最好看到——温度要高数百倍。日冕如何被加热到数百万度是天体物理学中最重要的未解决问题之一。 ”
“ 为什么太阳的日冕如此热是一个长期存在的谜题。就好像火焰从冰块中冒出来一样。这没有任何意义！ ”
——博士 david h brooks，乔治梅森大学
类似的效果：混乱的圈子
要获得类似的恒定尺寸效果，请查看摄影师george shippin 的 shutterstock 作品集（存档），其中包含许多城市夜景照片，展示了背景中所有灯光在远处的尺寸相同的效果。灯光在后退时不会缩小。
虽然这种特殊效果不是大气效果，而是由于相机聚焦和光圈而表现出来的效果，但它很有趣，因为它表明光学效果当然有可能使灯光保持其精确大小，无论它们如何与观察者的距离。这种效果被称为混乱圈（存档）。这种“恒定尺寸”效应的光物理学可以提供对发生在大气平面内的“恒定尺寸”效应的光物理学的洞察。
问题和解答
问：看看这张照片中的灯光缩小到远处。
a：如前提中所述，该效果仅发生在位于远场的优质光源。被遮蔽或倾斜的灯光可能无法展示效果。由于社会通常不喜欢路灯柱使街上的每个人都目眩，随机拍摄一张没有出现这种效果的场景的照片可能不会显示太多。
问： atmoplayer 上的光投射是否经过实验验证？
a:光束已被验证投射在大气层上。请参阅激光投影部分。
问：自然界中是否有任何其他物体违反透视定律？
答：是的。其他研究表明，恒星或星系都不遵循透视定律。
问：太阳被放大是不是应该变模糊？
答：与中午的头顶相比，太阳在地平线上时确实变得有点模糊。
问：但是，例如，如果太阳的直径增加 4 倍，它不应该变得模糊 4 倍吗？
答：不。您假设太阳以与放大镜类似的方法被放大，其中模糊与距离的比率出现。这是不正确的。太阳的放大是通过投影发生的。在太阳和观察者之间的大气层上发生了光的投射。
问：偏光太阳镜或电焊面罩不应该能够将太阳恢复到实际状态吗？
a：解释是描述在atmoplayer上的投影。投影出现在源和观察者之间的介质上。偏光太阳镜或焊接面罩可用于减少眼睛内部的眩光镜片效应，但只会在这种外部情况下使场景变暗。请参阅偏光镜片示例。
问：太阳能过滤器不应该将太阳恢复到其实际状态吗？
答：太阳能过滤器的原理与一副太阳镜的原理相同。为了眼睛安全，它会使场景变暗。效果是光在大气层上的投射。太阳镜或太阳能过滤器都不能消除光的投射或反射。戴一副太阳镜会消除汽车侧面的太阳反射吗？一副太阳镜会消除或缩小电影院内电影屏幕上的投影吗？
问：为什么定义太阳的边缘？
a:投影仪在屏幕表面上的投影定义的边缘也是如此。
a2：尽管上面的太阳过滤图像中有一条看似干净的线条，但在《引力与对比》一书中。其作者查尔斯·莱恩·普尔教授的相对论在第 96 页描述了太阳的边缘实际上是没有定义的。图像中的清晰线条可能是太阳能过滤器的对比度和亮度调整的结果，该过滤器消除了不太强烈的渐变褪色。
“ 迄今为止所做的每一系列测量都显示出与球形度的明显、可测量的偏差，但这些偏差非常微小。这样的措施是极其困难的，因为太阳的可见边缘不是一条清晰的、清晰的线；它是朦胧的，不确定的，并逐渐消失。 ”
也可以看看
日出和日落- 日出和日落主页
电磁加速描述了太阳的升起和落下，以及其他几种现象
太阳落山作为透视效应描述了对日落的传统解释，最初由塞缪尔·罗博瑟姆（ samuel rowbotham ）描述
日落时的太阳放大图描述了为什么太阳在后退时没有缩小
equinox页面描述了为什么太阳从大致东向和西向的方向升起和落下