忽然想到一个关于金星凌日的时候的亮度问题
无论是2004年还是2012年的金星凌日,金星都没有经过太阳中心,所以金星的相位角不是0,在Skymap上查到它的亮度是-3.7等。我想如果金星恰好经过太阳的圆心,它的相位角是0的时候,那时候金星能有多少亮呢??要考虑那些因素呢??
谢谢大家赐教。
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pluto:关于楼主的问题,我也想不明白,觉得很有意思。于是用Skymap做了一些实验,看它报出的数字,有这样一些值得注意的结果:
金星凌日时,-3.7mag(正如楼主所说);
金星最亮时,约-4.3mag(与常识相符);
水星凌日时,+6.0mag;
水星最亮时,约-1.2mag(与常识相符);
日全食(相当于“月球凌日”)时,-4.0mag;
月球最亮时,约-12.7mag(与常识相符)。
观察这些数据,发现:
金星最亮与最暗相差约0.6mag;
水星最亮与最暗相差约7.2mag;
月球最亮与最暗相差约8.7mag。
——看出什么了吗?
水星和月球的这个差值大约在同一水平上,唯独金星的这个差值很小。
于是很容易联想到金星有浓厚的大气,而水星和月球则类似,几乎是个光秃秃的石头球。
又于是,觉得Skymap应该是根据某套既定的算法来计算内行星和月球的亮度值的。但是,对于金星、水星、月球,在这套算法中必然采取了不同的初始代入值。而这个代入值应该是来自天文观测的实践经验……
也就是说,金星之所以亮度变化这么小,可能是因为它的大气在折光,使得它即使背对我们的时候,也能“发出”不少的光~~
暂时就这些想法。欢迎大家继续讨论。 天顶星:我对此也有点看法。
我觉得水星凌日的时候水星的相位角还不是0,它的6.0等的光芒还是它自己反射出来的。
不知道日全市的时候月球的-4.0等的亮度是怎么来的??是地球反射太阳光到月球再回来么??还是有什么别的来源??
假设太阳在每秒钟在地球的半径的球上每秒在每平方千米上辐射出a个光子。
那地球每秒接收到的光子的数量是是=3.14×6400^2a=128614400a
算上地球的反照率37%,地球每秒发出光子46587000a个光子
假设这次日食太阳,地球,月亮的恰好完全处于同一直线。
那月亮靠地球的半面接收到的光子的辐射是47587000a÷(0.5×4×3.14×384400^2)×3.14×(3476÷2)^2=486.4a个光子。
算上月球7%的反照率,月球没秒钟发射出34.05a个光子
在地球上1平方千米的地区可以接收到=34.05a÷(0.5×4×3.14×384400^2)=3.67×10^(-11)a个光子。
它和太阳的星等差=log2.512(3.67×10^(-11))=-26等。
就是说如果单单凭借太阳光照射到地球然后在反射的月球的话,月亮的亮度只有-0.7等左右。
不过本人因为没有学习高等数学,有些问题进行了简化,比如在地球反射太阳光的时候,我是把能够接受到地球反射的半面的它们之中的每一点接受的光子数量都是相等的,但事实上肯定是中间部分最多,而月亮就处于这个中间部分,所以月亮应该接收到更多的光子。不知道月亮接受到地球反射的光子数是平均的几倍。如果这个数字是5.5倍左右的话,就可以说明月球-4等的亮度的来源了。
如果没有到5.5倍的话,说明月球的亮度来源来另有原因。
这个问题还有pluto和各位网友一起讨论一下。
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fas:我也想问一个问题,衍射过来的又怎么算呢?我是搞调频广播技术的,自然而然的联想到了这个。。。
电波衍射会有电平明显加强的区域,拿电平表可以测到明显变化。
光线我觉得也会有吧?都是一种东西,我想都会有。
电波的盲区不能安装接收器,因为电平太低,靠别的障碍物反射回来的也不够
类似本影,在里面能量也应该相当少
显然必须得有关系
但是那么大的空间和天体上的问题我就不太敢乱说了
我的发射波长是3-4米,把频偏都算到最大也就这个数,障碍物是各种各样的楼。
太阳光的数据和障碍天体的我没算,不知能不能类比。
这个还得请教晓凡哥和朱老师
请教牧夫的各位同好
北京天文馆论坛里面的回帖暂且就这些。不知道各位牧夫的同好对这个问题有什么看法??
欢迎各位赐教,谢谢。
侦探与毛刷
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 **** LS的别在牧夫乱发广告。 楼上怎么广告到这来了?lz提的问题我觉得分为几方面考虑,1是金星临日时,始终有照亮部分被看到(不是一条直线,是近似)而临至太阳中线时金星顶部被照亮一个最小面积的月牙,这个亮度可根据面积比例算出。这个要综合考虑进去
2是金星大气层有着反照作用,大气层非常厚密,是地球的N倍,产生类似地球上的署暮辉,对日照等太阳辉光,还有地面反射辉光等等亮度大概要强的多。这种余晖存在于金星背面,另外就是其它星体在金星大气的反照。
3.太阳是面光源,他的光线经过金星遮挡会产生本影和半影,金星边缘会有亮化现象,会增加金星亮度
4.再就是进入大气层和望远镜及亮度计产生的漫射光会增大金星亮度。
回4#
广播的波段的波长是3~4m,而可见光波的波长大约是400~700nm,波长越长,衍射越明显,而可见光的波长实在是太短了.所以衍射我感觉不需要太多的考虑. 看了楼上的回答,真是收益匪浅不过还是有一些疑问,请楼上赐教
您说的第一点在金星不经过太阳中心的时候无疑是存在的,不过在金星凌日的时候恰好过太阳中心的时候这样的情况还会存在么??在金星凌日金星过太阳中心的亮度才是我比较关注的。
对于第四点本人不太了解,楼上可不可以赐教??
对于2,3点,不知道楼上可以估算出这个亮度的大致数值,要是简单的话可否教授本人过程的大概。
在此向楼上的赐教再次表示感谢。 [size=2][color=black][font=宋体]第二点比我想的要重要,要计算余晖的亮度几乎不可能,大气层亮度应该由观测背面中心点的平均亮度得到。第三点可以用光学近似计算解决[/font][/color][/size]
[size=2][color=black][font=宋体]看资料:[/font][/color][/size]
[size=2][color=black][font=宋体]金星大气的成分和地球大气的完全不同。空间探测器的测量表明二氧化碳占组成物质的[/font]96%[font=宋体]以上,致使金星大气具有极大的密度;氮占[/font]3.5%[font=宋体];还有微量的氩、水蒸气、一氧化碳、氦和一氧化硫。浓密的大气和厚的云盖,有力地抓住射入的太阳能,使金星的表面温度高达[/font]460[font=宋体]摄氏度左右,成为太阳系中所有行星上温度最高的一个。在离金星表面[/font]30[font=宋体]~[/font]40[font=宋体]公里处,密布着厚达[/font]25[font=宋体]公里的浓云,它可以反射掉[/font]75[font=宋体]%左右的入射的太阳光。浓云是由微米量级大小的浓硫酸雾组成的,在云层外面则基本上是原子氧。金星大气的二氧化碳产生非常强烈的温室效应,使金星表面温度高达[/font]465[font=宋体]~[/font]485[font=宋体]℃,而且基本上没有地区、季节、昼夜的区别。金星探测器测知,北极区的温度反比阳光照射的赤道地区高[/font]10[font=宋体]℃左右。随着高度的增加,大气中的温度下降[/font],[font=宋体]到大气层顶温度为[/font]-55[font=宋体]℃。接近金星表面的低层大气一般比较宁静[/font],[font=宋体]风速仅每秒[/font]2[font=宋体]米左右[/font],[font=宋体]但是[/font],[font=宋体]在大气层顶却存在着与自转方向相同的、速度高达[/font]320[font=宋体]公里[/font]/[font=宋体]小时的大环流。[/font][/color][/size][font=宋体]
[size=2][color=black]金星和其他大行星不同,它从东到西逆向自转,缓慢地每[/color][/size][/font][size=2][color=black]243[font=宋体]日绕轴自转一周。金星自转轴相对它绕日公转的轨道平面的倾角仅为[/font]3[font=宋体]度。这些事实表明,其季节变化必然很不明显。太阳供热以及金星的缓慢自转导致产生一个大气环流,其中由于受热,空气在赤道带上升,缓慢地移向高纬度地带,再到达两极地区,随后,空气变冷而下沉,然后沿地表返回赤道带。这样一个简单的样式,若在快速旋转地球上,则会是完全不稳定的。金星上也有明显可见的不稳定性,它表现为强烈的波动样式,并改变上述简单的状况。大气的转速也随着从表面到上层大气的高度面增大。这样一来,观测到的云层面积在[/font]4[/color][/size][size=2][color=black][font=宋体]个地球日内,绕金星赤道运行一周。
金星表面的大气压约为地球的[/font]90[font=宋体]倍,而且有非常频繁的放电现象。金星探测器就曾记录到一次持续[/font]15[font=宋体]分钟的大闪电。稠密的金星大气还造成了一种奇特的光学现象,即[b]大气折射能使接近地平线的太阳光弯曲达[/b][/font][b] 180[/b][font=宋体][b]°[/b],因此,在金星上,即使背朝太阳也可欣赏“日落东山”的奇景[/font][/color][/size] [quote]原帖由 [i]天顶星[/i] 于 2008-8-18 19:46 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=998592&ptid=95579][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
看了楼上的回答,真是收益匪浅
不过还是有一些疑问,请楼上赐教
您说的第一点在金星不经过太阳中心的时候无疑是存在的,不过在金星凌日的时候恰好过太阳中心的时候这样的情况还会存在么??在金星凌日金星过太阳中心的亮度才是 ... [/quote]
其实仔细想一下,金星比太阳圆面小,始终太阳圆面的可见部分发出的光线会把金星照亮一个很细的亮圈,因为光线经过路径仍然不是一条线而是略微折弯。 回11楼
首先要谢谢指点
不过我觉得这一点和我们讨论的问题关系不是特别大
在金星的背向太阳的一面可以看到”日落“看来也是无疑的。
不过在地球上观测这一面,却仍然是暗面。
我的想法是我们看到的金星的光主要来自金星表面直接反射太阳光,而不是这些进入金星表面从而再次进入星际空间的光。我想,这些光线即使能够再次冲出金星表面,恐怕也是微乎其微了。
可能有些乱,向楼上请教一下金星暗面的亮度吧,是亮面的亮度得多少??我想这个比较有利于解决问题。
个人看法,还希望您指正,再次感谢。 指点不敢当,共同探讨吧~~
正面光散射到背面云层这一点在边缘是主要的背面中心应该几乎没有。
金星表面30KM上空有25km的浓云,反照率可达75%,另外金星的云层主要是有二氧化硫和硫酸组成,完全覆盖整个金星表面。这让地球上的观测者难以透过这层屏障来观测金星表面。这些云层顶端的温度大约为-45°C。
说到云层自辐射肯定不是可见波长范围。主要是云层散射星际空间的各种可见光,可能还有一部分太阳风造成的极光。(闪电不计在内,虽然金星经常打闪)
按照75%反照率反射周围的光线应该不难算出金星背面的亮度。这个亮度观测值一直没搜到。 大气散射也会增亮图像,在夜晚比如地面,月光,星光。对亮物体来说没什么影响,对于-20等以下的图像可以增大数倍
比如白天的金星
[attach]140248[/attach]
另外就数附近反射光的影响了:
比如土卫八:
[attach]140249[/attach]
月球:
[attach]140250[/attach]
这一张是金星大气的反射(云层把太阳光反射过来)
[attach]140251[/attach] 虽然没有看到答案,但是受益不是一点点啊~
至少知道了要考虑那些因素了~不知道还没有没有别的其他的影响?? 相位角是0,当然不能反光,所以不是亮的。 [quote]原帖由 [i]heathcliff[/i] 于 2008-9-26 21:52 发表 [url=http://www.astronomy.com.cn/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=1022157&ptid=95579][img]http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
相位角是0,当然不能反光,所以不是亮的。 [/quote]
不能反射.但可以折射呀.
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