Почему солнечные лучи веером расходятся из под облаков?
Ответов: 5
Как-нибудь в дождливую погоду выйдите на улицу, встаньте под дождь и посмотрите наверх. Удивительное дело, но будет видна ровно та же картина - капли дождя будут казаться расходящимися "веером" из одной точки. При том, что все они падают параллельно.
Можно и не подвергать своё здоровье опасности. Встаньте на краю вспаханного поля и посмотрите вдаль. Борозды (параллельные борозды!) будут казаться исходящими из одной точки.
Ту же картину можно наблюдать и на железной дороге или на шоссе - рельсы или полосы движения будут стягиваться в точку. Где-то там, на горизонте.
Всё дело в том, что трёхмерная (пространственная) картина хода лучей, падения капель и т. д. "укладывается" для нас в двумерное изображение. Поэтому одно и то же пространственное расстояние - между рельсами, между каплями дождя, между лучами солнечного света... - на изображении будет иметь различный размер в зависимости от расстояния от нас, потому что разным будет угловой размер. Ведь угловой размер - это, чисто из геометрии, отношение линейного размера объёкта к расстоянию до него (ну если совсем точно - то арктангенс этого отношения). Чем дальше от нас объект одного и того же размера (например, рельсы железнодорожной колеи), тем меньше видимый угловой размер. В терминах проективной геометрии это разница между параллельной проекции (обычной проекции, по которой рисуются все чертежи) и центральной проекцией, когда она строится не параллельными лучами, а исходящими из одной точки (центра).
Ну а теперь вернёмся к облаку. То, что мы видим, - это как бы "рельсы", которые солнечный свет рисует в воздухе (мы видим результат рассеяния солнечного света на неоднородностях воздуха). Сам "объект" (облако) от нас довольно далеко. Но чем дальше уходят лучи от облака, тем под бoльшим углом - по отношению к направлению на Солнце - они нам видны, то есть тем "больше" угловой размер того же самого "расстояния" - размера облака. Поэтому они и кажутся нам расходящимися.
Update: расходящийся ореол на первой фотографии в ответе Романа Г. имеет совсем другую природу: этот эффект создаётся оптической системой фотоаппарата.
Марина! Если Вы видите подобное явление не верьте глазам своим! Это лишь иллюзия! Солнечные лучи параллельны по той причине, что источник солнечного света находится очень далеко от нас с Вами! Кто-то пытался объяснить это "расхождение" дифракцией, но "ан нет" не выдерживает критики! Об этом "расхождении" я читал ещё в детстве у Я. И. Перельмана! Занимательная физика была моей настольной книгой! Не хочется вдаваться в глубокие подробности, но лишь напомню, что каждый день мы сталкиваемся с великим множеством иллюзий! Кстати, на фото тучи не мешают, а лучи всё равно расходятся!:
Расстояние между двумя облаками ничтожно по сравнению с расстоянием между Землёй и солнцем. Но на небе солнце видно в виде небольшого яркого круга. Солнечные лучи при значительной облачности в двух облачных просветах, расположенных возле спрятанного солнечного диска имеют разные направления то есть два соседних луча отличаются друг от друга на определённый угол. Это связано с тем, что на небе солнечные лучи расходятся во все стороны от солнечного диска, и луч от соседнего просвета попадает в другое место. Солнечный свет при переходе из одной среды в другую преломляется и меняет своё направление. Наблюдатель видит лучи солнца, которые на самом деле практически параллельны, но часть света от соседнего луча приходит к наблюдателю под другим углом. Поэтому, если туча имеет много просветов, солнца не видно, и видно, что через дырки лучи расходятся веером. Если наблюдатель быстро переместится в другое место (проедет несколько сотен метров), он заметит, что углы направления лучей изменились и луч от соседнего просвета теперь падает на него.
Такие лучи называются СУМЕРЕЧНЫМИ ЛУЧАМИ, они проходят сквозь пылинки и капельки воды. Они на самом деле прямые, а для наблюдателя с Земли они рассеиваются. Вспомним железнодорожные рельсы, которые вдали кажутся уже не параллельными, а смыкающимися в одной точке. Нужно вспомнить, что свет преломляется при переходе из одной среды в другую, а потому образуется иллюзия угла, когда вместо угла 90 градусов лучи начинаются наклоняться на 45 градусов и больше-меньше. Эта оптическая иллюзия просто красива.
"Еффект веера", мы видим именно в облочную погоду, когда лучи солнца проглядывают сквозь облака и стремятся к земле. Этот веерообразный узор мы видим из-за рассеяния солнечного света на пылинках, а так же капельках воды. Еще этот узор называют сумеречными лучами.
Этот эффект достигается благодаря тому, что солнце находится очень далеко от нас и солнечные лучи параллельно стремятся на землю, но для нас сторонних зрителей мы видим расхождение лучей.
Похожие вопросы
Добавить комментарий