02.27 月球不是镜子,为什么反射出的光那么亮?

唯一72180775


其实从地球来看,月亮并不是很亮的。看起来很亮的主要原因在于,1. 人眼会自动调节并感知非常宽范围的亮度变化,但主观上可能没有觉察到,2. 一般看月亮时周围环境比较暗。

这里需要的概念应该是“照度”,照度指的是单位面积所接收到的光,我们平时说东西看起来亮不亮其实指的是照度。假设有一个固定光源,可以想象,离光源越远单位面积上接收到的光能就会越小,所以越远的东西看起来越暗。照度的国际单位是Lux。那么日常环境的照度有多少呢?三米外的一个40W灯泡大概能提供5 Lux的照度,晴天室内的照度约为100 Lux到300 Lux量级,阳光直射下的照度可以高达10万Lux以上,而满月的照度小于1 Lux量级。也就是说,其实晴天坐在室内要比看满月更亮瞎人狗眼几百倍... :D 但你没有这么觉得,主要是因为人眼能自动调节并感知十几个数量级跨度的照度变化。另外人眼对明暗的主观感受会收到相对明暗的影响,你会觉得同样的一个光点在暗背景上要比在亮背景上亮得多。

由于地月距离远小于日地距离,所以可以近似认为太阳直射在月球表面的照度和直射在地球表面的照度是差不多的。因此,照到月球表面的阳光被漫反射后再传播到地球,其实已经暗了十万倍以上了。这个甚至很容易做粗略的数量级估算。假设太阳直射到月球的照度也在10万Lux左右,然后月表漫反射全部的光,那么

从地球上看的月表照度 = 10万Lux ×(月表半球面积)÷(以地月距离为半径的半球面积)

=10万Lux × (月球半径/地月距离)^2=100,000×(1738 / 384,400)^2 = 2 Lux,

考虑到还有反射损失等等因素,数量级上基本正确。


Hey万万知道


月球也被叫做月亮,由于距离地球比较近,又是地球的一颗天然卫星,所以被我们所熟悉。

每当夜晚的时候,抬头看就能看到天空中发光的月亮,可事实上月球月球本身是不会发光的。

月球为什么会发光?

先来说一下光,在同种均匀介质中,光是沿直线传播的,而如果光是在两种不同密度的介质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象,叫做光的反射。其实月球的光就是发生了漫反射效应。月球的本身是一个比较黯淡的星球,虽然环境相当恶劣,而且上面还有众多灰尘,但它还是可以反射光的。

月球会把光线通过不同的角度发射出去,加上月球的表面不是光滑的,所以光线可以通过不同角度来到地球。简单来说,月球发出的光是通过太阳反射的。

月球不是镜子,但是同样可以反射太阳光

科学家研究月球发现,其表面存在许陨石坑,甚至还有高山地带和低洼地带,而光又不是只在光滑的平面上才会传播以及发生反射现象,我们要知道光可是在真空中都能传播的,在一个粗糙的物体上也是可以传播的,不过月球上的反射原理与普通的反射原理有点不同而已。月球的对太阳光的吸收率也是很高的,表面粗糙丝毫不影响光的传播及反射。

月亮既然不是镜子,反射的光线自然是没有镜面反射的光亮,但是反射的光也是足够我们人眼看见的。


星球上的科学



月球本身不能发光,如果没有太阳光,月亮也只是一个暗淡的球体。人类能看到月球是因为它发射太阳光。 尽管月亮有时看起来非常明亮,但它只反射照射到它表面3%~12%的阳光。



从地球上看到的月球亮度取决于月球在地球轨道上的位置。月亮每29.5天绕地球一周,在这个过程中,它被太阳从不同的角度照亮。 月球围绕地球的这种运动,以及地球围绕着太阳—说明月亮的不同阶段(满月、四分之一月等)。在月球绕地球轨道的任何一点上,只有一半的表面面向太阳,因此,只有一半的月球被照亮。表面的另一半背向太阳,处于阴影中。

从我们的角度来看,当月亮与太阳成180度角时,它是最亮的。此时,面向太阳的整个月球表面被照亮,从地球上可以看到。这就是所谓的满月。 另一方面,在“新月”上,从我们的位置甚至看不到月亮。这是当月亮在太阳和地球之间的时候,所以月亮反射阳光的那一侧背向地球。



在新月前后的日子里,我们会看到反射阳光的一小片月亮。在那段时间里,月球其余部分微弱的亮度,月球相对较暗的部分被阳光稍微照亮,阳光从地球反射出去,然后从月球反射回来,回到我们的眼睛。


军机处留级大学士


大家都知道,月球表面之所以发亮,是因为反射了太阳的光线。月球由于与地球之间形成了潮汐锁定,它正对着地球的一面始终向着地球在公转。严格意义上的公转周期,即月球重新回到与地球之间相对位置的起点处的时间为29.53天;如果拿月相的变化周期,即考虑到地球、月球和太阳三者之间的位置,那么月球的公转周期为27.32天,这2天多一点的时间差,正是弥补了在这个周期内地球围绕太阳运行的距离。

根据反射面的粗糙情况,我们把光线的反射分为镜面反射和漫反射两种。镜面反射是指反射面非常光滑,平行的入射光线在反射后也将平行地被反射出去,虽然在现实生活中我们找不到严格意义上的镜面反射,但可以把一些表面比较光滑的反射面近似地看作镜面,比如平静的湖面、穿衣镜等等,它们反射的光线亮度基本等同于入射光线。而表面比较粗糙的反射面,平行的光线在照射之后,由于表面的凹凸不平,其反射光线会向四面八方散射出去,因此我们看到的反射光会暗淡不少。

其实宇宙中任何行星和卫星的表面都是凹凸不平的,具有高低起伏的地貌,恒星的光线在照射到它的表面之后,除了一部分被吸收之外,其余的将按照光线的反射定律被返回宇宙空间中,这种反射一定是漫反射而非镜面反射,在此过程中,进入到我们眼中的反射光线,与恒星入射到这些行星或者卫星表面的光线强度,肯定要衰减很多。比如月球,科学家们测算,其反射到地球的光线,仅是太阳光照射到月球表面亮度的10%左右。

之所以这10%的光线,我们在夜空看到的比较亮,是因为其它星星的反差所致。虽然夜空中的很多星星都是恒星,它们到达地球的是直接入射的光线,但由于距离地球都非常远,最近的恒星距离地球也要4.2光年,折合40万亿公里。而在太阳系中,距离地球最近的行星也有4100万公里,月球距离地球的距离仅38万公里,使得从地球上看,月亮本身的可视角很大,光线在反射过程中的损耗也较少,因此夜晚月球看起来比较明亮。


优美生态环境保卫者


有位小伙伴提出这样问题,其实是很好解释的问题。由于这是科普性的文章,所以在解释上,我尽量不用专业术语,这样便于大家理解。

月球之所以反光,有以下原因。

一.月球本身并不发光

月球本身并不发光,因此,我们说月球是靠太阳的反射光反射到地球的。

我们知道,月球表面是很粗糙的,月球上有很多陨石坑,也有平原,也有类似的山脉,总之月球不是一个平坦的一个球体。

那么,月球的反射光是属于什么光呢?月球的反射光我们称之为漫反射。

二.什么是漫反射

漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。很多物体,如植物、墙壁、衣服等,其表面粗看起来似乎是平滑,但用放大镜仔细观察,就会看到其表面是凹凸不平的,所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后,就弥漫地射向不同方向。

当一束平行光触及光滑物体表面时,光线则发生规律性反射,反射后的光线也相互平行,这种规律性反射称为光的单向反射或镜面反射。但物体的光滑程度是相对的,而一般物体的表面多粗糙不平,入射线虽然为平行光线,但反射后的光线则向各个方向分散,此种现象为光的漫反射。

人眼之所以能看清物体的全貌,主要是靠漫反射光在眼内的成像。如是全部单向反射的物体表面,不但看不清物体的外貌,还会引起某一方向上的眩光干扰现象。

漫反射的每条光线均遵循反射定律。平行光束经漫反射后不再是平行光束。由漫反射形成的物体亮度,一般视光源强度和反射面性质而定。[1]

三.月光的漫反射强度

我们在满月的夜晚,往往觉得月光很亮,这与月光的漫反射强度有关。那么月光有紫外线吗?

月亮也有紫外线,但比太阳弱的多.因为月光是太阳光的反射,而反射光只是入射光的一部分,还有大部分被月球吸收了.而紫外线是太阳光的一部分,他的穿透能力远不如红外线,还不如可见光.所以经月球反射的紫外线再穿过大气层就很弱了. 设太阳辐射强度到地球处为E, 那月亮处也可以认为是E 月亮的反射率约为0.1, 能反射的表面是月亮的半个表面(注意并不是所有的地方都一样反射强度到地球). 这些反射的太阳光到地球这样的距离后, 面积已经扩散了很多倍, 强度进一步降低. 降低多少呢?

月地距离约是月亮半径的200倍, 所以面积扩大了40000倍.所以月光到地球后强度大约是0.1E/40000. 这是什么概念呢? 在太阳下晒10分钟相当于月光下晒七年半的量。这个估计准确程度如何呢? 太阳约-26 等, 月亮约-12等. 而这个估算结果给出的信息是, 太阳比月亮高-2.5log(0.1/40000)=14 等。现在可以理解为什么我们古代说"花前月下"而不是"花前日下"了, 主要是考虑到安全的原因.

四.在地球看月亮为什么那么亮?

刚才我们讲到,月光到地球后强度大约是0.1E/40000,这个亮度相当于100w的电灯的亮度。更主要的原因,月球背景是浩瀚的宇宙,相比之下,我们看到的月光就更亮一些了。


小结:月亮本身不发光,我们看到的是太阳对月球的漫散射光,它的亮度相当于太阳的1/40000,当然月有盈亏,当我们看到只有一弯月亮的时候,尤其是日月同时出现的时候,那它的亮度是很低很低的。


任哥论道


根据表面的不同,可分为镜面反射和漫反射:平滑的表面的反射叫做镜面反射,如平面镜、平静的水面、抛光的金属表面等,光照射到上面就发生镜面反射。如果入射光线是平行的,反射光线也是平行的,因此,在反射光线的方向上光线就强,而在其他方向上没有反射光线。粗糙不平的表面的反射叫做漫反射。即使入射光线是平行的,反射光线也不平行,而是射向各个方向。一般物体的表面都是粗糙不平的,比如书本、桌面、墙壁等看起来是平的,仔细观察就有微小的凹凸不平,光照在上面就发生漫反射,我们能从不同方向看到这些物体,就是因为这些物体反射的光线射向各个方向。

如果月球表面是光滑的,那么已经不能直视月亮了,就相一面镜子那样反射太阳光。天体反射光其实有很多情况,但基本上都属于漫反射,毕竟天体表面的地貌有多种,大部分属于撞击坑,还有各种奇怪的地貌,比如固态烷烃等。如果地月系距离太阳很远,那么月亮就不会这么明亮的,当然就昏暗了很多,这还与恒星的距离有很大关系。

我们可以知道月球是没有温度的完全就是冷冰冰的一个球体,但是月球上有潮汐的原因。月球的两个面其实都是不能照到太阳的,所以在照射不到太阳的时候另一面的温度是非常的低的。加上月亮是不和地球一样的,月亮不是一个恒星。那么这就注定了月球本身是不能发光发亮的,但是自己不能却可以反射太阳光。这是为什么呢?因为月球上发生了漫反射现象。

还有月球本身是一个暗的星球表面都是暗的而且布满灰尘,那么这样的环境怎么可能会进行光的反射的啊。其实光线不是只有在光滑的平面上才会发生反射,同样在一个粗糙的物体上同样可以。所以光这个东西是无所不能的没有光做不到的事情的。但是月球上的反射呢只是原理不同


北极光x


能够反射光线的物体都存一个吸引率的问题,黑色物体对光线有90%左右的吸收率,白色物体对光线有10%左右的吸收率,物体对光线的吸收与反射同时存在,物体的反射存在镜面反射和漫反射。

由于月球表面存在许陨石坑,存在高山地带和低洼地带,因此月球的对阳光的吸收率颇高,月球表面因此存在温度很高的地方。因此同时存在的反射问题就不会有高的强度。月亮不是镜子,反射的光线当然不及镜面反射时的光亮,但是月球毕竟是一个直径3500公里大的圆球体,我们是在离开月球380000公里处接受月球的这个漫发射照度。

我们中国人在农历十五十六曰看到的月光是入射光线和反射光线角度最小夹角的光线,太阳光的非吸收光线大部分都以漫反射的形式向地球方向前进,所以地球人觉得这个时候的月球很光亮,中国人用月亮一词形容这种反射光线非常贴切。


大伟140797056


镜子有铜镜水银玻璃镜,这是通常意义上的境子。我们知道月球是由月核岩浆月幔月壳月表岩石构成,有能量有质量有磁性,与地球一方面存在相互吸引一方面又有一定的排斥性,故而月球围绕地球在他的轨迹上转动不息,由于月球的作用,地球轴线偏移稍倾,运转轨迹亦成椭圆,这就形成了春夏秋冬四季和潮夕潮落,月球还存在保护地球重大作用,非常神奇。

月球虽非镜子,但会发光照亮地球黑夜,在于构成他的岩石性质含有的金属成份,也就是对太阳光的反射,这种反射光也是有整圆半圆月牙等逐步变化不息循环往复,非常神奇微妙。

人类讴歌月亮,明月几时有,把酒问青天,不知天上宫阙,今昔是何年。床前明月光,疑是地上霜,举头望明月,低头思故乡。人们尊崇月亮为月神,太阴星君,女祸氏老祖先大慈母,以及那美丽的嫦娥仙子。

微妙微妙,神奇神奇。谢天谢地谢太阳谢宇宙,月亮是我们老子说的,道,赐给地球众生们的厚礼。


用户8563907151856


能够反射光线的物体都存一个吸引率的问题,黑色物体对光线有90%左右的吸收率,白色物体对光线有10%左右的吸收率,物体对光线的吸收与反射同时存在,物体的反射存在镜面反射和漫反射。

由于月球表面存在许陨石坑,存在高山地带和低洼地带,因此月球的对阳光的吸收率颇高,月球表面因此存在温度很高的地方。因此同时存在的反射问题就不会有高的强度。月亮不是镜子,反射的光线当然不及镜面反射时的光亮,但是月球毕竟是一个直径3500公里大的圆球体,我们是在离开月球380000公里处接受月球的这个漫发射照度。


奇迹机器人


月光不是从太阳那儿来的 而是月亮自身发射的光


沪生泉
2018-04-25
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在此,我要谈谈光源发射光与受光体反射光的问题。比如:太阳发射到月亮的光,就叫光源发射光,简称:发射光;月亮在接受太阳的发射光后而发出的光,简称:反射光。

以往,我们总以为反射光就是把发射光反射出去的光。比如:我们总以为:太阳光照在月亮上,月亮则把这太阳光反射出来,所以,我们看到的月光就是从太阳那儿来的光。

其实,这是错的。我们所见的月光完全是月亮本身发射出来的光。简述如下:

月亮在接受太阳光后,并没有把太阳光反射出去,而是把太阳光当能量吸收了,并把自己体内的能量释放了,这能量就是月光。为什么这么说呢?简述如下:

若月亮反射的是太阳光,那么,就不会反射出单色,或改变太阳光的色彩。因此,我们可以这样说:月亮吸收太阳释放能量(光),然后,又把自己的能量释放出来(月光)。

那么,这说法是否成立呢?我们可从日常生活来看:

我们身体和衣着都含有原子生命体,当阳光普照我们时,不同的原子吸收了各自所需的能量(光),然后,各自又释放各自不需要的能量(光)。

请注意:不同的光子,就会有不同色彩。正是如此,我们只被同一种阳光照耀,却能有不同的色彩反射出来。

请注意:服装色彩在阳光照耀下会褐色,这就是可以证明:服装在阳光照耀下放射了自己的光。

于是,我们对发射光与反射光作如下规定:

发射光是指从光源发出的光;反射光是生命体接受发射光后,而发出的自身的光。

又得规定:

光源有主动光源和被动光源之分。太阳就是主动光源,月亮,包括能在阳光刺激下发光的生命体,就是被动光源。

这两规定很重要,这对我们了解生命体会有帮助。

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