DragonSlayer3
2015-07-12 02:37:57 UTC
Perché la superficie della Luna è bianca? Piuttosto, cosa rende bianca la superficie?
Domanda:
Cinque risposte:
Rob Jeffries
2015-07-12 13:29:33 UTC
La luna appare bianca dalla Terra per due ragioni.
La prima è che lo spettro riflesso della luce solare è molto ampio e non contiene caratteristiche molto significative. Su questa base, lo spettro della luna potrebbe essere considerato rosato, poiché la riflettanza della luce solare (che appare quasi bianca all'occhio umano) è due volte più efficace alle lunghezze d'onda del rosso rispetto al blu. Vedere la riflettanza di seguito da Sakaki et al. (2013) (vedere pagina 84 del documento collegato).
Tuttavia, la luna non appare rosata, e questo deve essere dovuto al modo in cui funziona l'occhio (non alla fisica). Alle intensità relativamente basse della luce lunare, è possibile che i coni negli occhi inizino a spegnersi, lasciando le aste responsabili della mesopica o anche della visione scotopica insensibile al colore (NB: Penso che i livelli di luce siano troppo alti per una vera visione scotopica). Quando viene applicato alla "luna argentata" (questo è anche noto come effetto Purkinje) - la tonalità rosata della luna viene spostata indietro verso il blu dalla nostra percezione - risultando in un aspetto bianco-argenteo.
Vedi ad esempio Ciocca & Wang (2013) per ulteriori discussioni - mi scuso, non riesco a trovare una versione che non sia dietro un paywall - tuttavia, ecco un confronto tra la luce del sole e spettri al chiaro di luna da quel foglio. Come puoi vedere, la luce della luna è più rossa della luce solare. Questi autori suggeriscono che l'illuminazione della luna sia sufficientemente bassa da far sì che la visione mesopica si traduca in una percezione indebolita della sfumatura rossa che la luna dovrebbe avere rispetto alla luce solare.
Tuttavia, penso che la luna piena sia sufficientemente luminosa da rendere possibile la visione fotopica. Pertanto sembra che una spiegazione plausibile non sia altro che il fatto che i due spettri sottostanti non sono sufficientemente diversi perché i nostri occhi li percepiscano come diversamente colorati. Quando la luce del sole appare (quasi) bianca, anche la luce riflessa dalla luna è (quasi) bianca. Lascio agli optometristi la possibilità di discutere se l'effetto Purkinje possa svolgere un ruolo nel diminuire la differenza percepita.
C'è qualcosa di sbagliato in quell'articolo e con quello spettro.La spiegazione dell'effetto Purkinje non ha senso.Questo spiega perché un'auto bianca sembra bluastra al chiaro di luna, ma non al chiaro di luna stesso.Marte è ovviamente rosso.Così è Antares ("non Marte"), così come Betelgeuse.Tutti e tre sono ordini di grandezza meno luminosi della Luna.
@DavidHammen A quale spettro ti riferisci.Mostro la riflessione.Per ottenere lo spettro lunare moltiplichi lo spettro solare per questo e poi modifichi leggermente per la trasmissione attraverso l'atmosfera terrestre.Le stelle / pianeti di cui parli sono * molto * più rosse del chiaro di luna e appaiono solo leggermente rosse a occhio nudo.Sono più deboli della luna, ma forse non ordini di grandezza più deboli se espressi in termini di luminosità superficiale sulle cellule dell'occhio.(La luna ha una magnitudine apparente di circa -5 per arcmin quadrato).
@DavidHammen Tuttavia, sono d'accordo che anche un po 'di ricerca preliminare suggerisce che la luminosità della superficie della luna piena dovrebbe essere sufficiente per attivare la visione fotopica.
Quella seconda serie di spettri sembra molto meglio del tuo primo spettro.Notare inoltre che la scala è lineare.I nostri occhi sono dispositivi logaritmici.Quei due spettri sarebbero stati molto più vicini l'uno all'altro se l'intensità fosse stata posta su una scala logaritmica.
non è purkinje ma piuttosto bilanciamento del bianco adattivo degli occhi, che lo fa sembrare quasi bianco.Ma allora non è fisica, vero?
@DavidHammen Quale primo spettro?La prima trama è la riflettanza.Sì, la risposta potrebbe essere semplice come "i nostri occhi non sono in grado di distinguere questi due spettri come diversamente colorati".La luna appare bianca perché la luce del sole appare bianca e il riflesso modifica lo spettro in modo insufficiente per fare la differenza.
Scusa, ho letto male la prima trama.E sì, i nostri occhi sono solo così così nel vedere i colori, ma siamo molto bravi a vedere sfumature, tonalità e sfumature di verde.
In questa risposta dici "potrebbe essere considerato rosato", ma concludi che lo spettro è "abbastanza vicino" da essere chiamato bianco.Quindi nei commenti alle risposte di altre persone, come critica, dici che la luna oggettivamente "non è grigia" poiché il suo spettro non è * precisamente * piatto.Questa sembra un'applicazione disomogenea dei significati delle parole-colore.Una volta che è abbastanza brillante da far scattare la visione dei colori, la luna è per definizione esattamente grigia come (ignorando l'effetto dell'atmosfera terrestre) la sua luce riflessa appare bianca, non è vero?Vale a dire, piuttosto grigio.
@SteveJessop Ho coperto le mie scommesse.La luna non è certamente grigia (nemmeno vicina) né nel senso di uno spettro piatto né di uno spettro di riflettanza piatto.Alcuni dicono che dovrebbe * apparire * rossastro, ma l'effetto Purkinje o la visione mesopica lo fa apparire grigio.Ora penso che appaia grigio (o bianco su uno sfondo scuro se si preferisce) semplicemente perché i nostri occhi non sono in grado di risolvere il suo colore come diverso dal bianco, ma non conosco abbastanza la fisiologia dell'occhio per essere definitivo.Entrambe le risposte che ho criticato dicono che la luna * è * (non appare) grigia senza ulteriori discussioni o dimostrazioni.
Omry
2015-07-12 02:56:07 UTC
La luna è effettivamente grigia.
Puoi vederlo se guardi le immagini scattate nello spazio o, preferibilmente, sulla luna stessa. Ad esempio, questo, di Buzz Aldrin: (per gentile concessione della NASA)
Ma, visto che di notte lo paragoni a un cielo nero, appare bianco.
Come risponde questo alla domanda?
"Perché la superficie della luna è bianca?"
"Non lo è, è (qualcosa), ma sembra così perché (qualcosa)"
Dubito della spiegazione che dai.
L'hai menzionato tu stesso.La luna è effettivamente grigia e sembra essere solo bianca.Perché?Un effetto visivo.
Chiedo scusa, l'ho interpretato male.Tuttavia, continuo a non pensare che aggiunga nulla.
La foto tecnicamente mostra solo che quella parte della luna è grigia.Forse la fotocamera è stata puntata sulla parte non grigia.
In che modo, oltre all'intensità, il "grigio" è diverso dal bianco.
@Rob Perché è un colore diverso.Non sono sicuro di cosa intendi per intensità.
@HarryCBurn No, non è un "colore diverso".Il grigio è acromatico e incolore.Un oggetto grigio riflette la luce di tutte le lunghezze d'onda allo stesso modo con un'efficienza inferiore al 100%.Quindi la luna non è grigia, perché non ha questa proprietà.https://en.wikipedia.org/wiki/Grey
A tutti gli effetti, lo riconosciamo come un colore diverso.Penso che convalidi ciò che è stato detto nella risposta c:
@RobJeffries, La nostra percezione di "bianco", "grigio" e "nero" è altamente soggettiva.Google per "costanza del colore" o, per "illusione a scacchiera".Il terreno nella fotografia sembra "grigio" perché riflette meno luce della tuta dell'astronauta.Quando vedi la stessa superficie lassù nel cielo notturno, sembra "bianca" perché non c'è niente di più luminoso lassù con cui il tuo occhio possa confrontarla.
@jameslarge La soggettività è ciò di cui tratta questa domanda.Oggettivamente, la luna non è grigia.La mia risposta mostra uno spettro lunare e non è grigio o bianco.La risposta è che la luna * appare * solo bianca;il trucco è capire perché.La risposta è in modo dimostrabile non "la luna è effettivamente grigia" ma vista su uno sfondo nero.
@RobJeffries, Sarebbe stato più semplice se mi avessi semplicemente indirizzato alla tua risposta.Ho visto solo il tuo commento: "la luna non è grigia".Ora capisco cosa intendevi con questo: la luna non è _perfettamente_ grigia;È più vicino al grigio di molti colori commerciali che hanno "grigio" nei loro nomi (https://en.wikipedia.org/wiki/Shades_of_gray), è troppo grigio per la maggior parte delle persone per percepirne il non grigio, ma l'analisi spettrograficarivela una polarizzazione sempre così sottile nelle lunghezze d'onda della luce che riflette.
HDE 226868
2015-07-12 02:49:56 UTC
Per enfatizzare: la luna è grigia, ma sembra bianca a causa della dispersione insieme alla luce solare.
Le parti scure, che sono meno comuni, sono maria , pianure di roccia vulcanica (basalto). Sono relativamente vecchi, poiché non c'è stata alcuna attività vulcanica recente sulla Luna. La maggior parte si trova sul lato vicino della Luna. Al contrario, le parti bianche vengono spesso chiamate terrae o altopiani. Sono fatti di anortosite, che in generale è grigio chiaro e breccia, che ha un colore simile (vedi anche qui ).
Ci sono anche altre rocce negli altopiani:
Il colore grigio che vedi proviene dalla superficie della Luna che è principalmente ossigeno, silicio, magnesio, ferro, calcio e alluminio. Le rocce di colore più chiaro sono generalmente feldspati di plagioclasio, mentre le rocce più scure sono pirosseno.
. . .
Durante il giorno, la Luna deve competere con la luce solare, che viene anche dispersa dall'atmosfera, quindi sembra bianca.
La Luna è ricoperta di regolite, che è una polvere fine. Questo è spesso indicato come "polvere lunare".
L'articolo da cui citi è per lo più irrilevante.Le proprietà di trasmissione dell'atmosfera terrestre sul colore apparente della luna sono molto piccole rispetto allo spettro di riflettanza che è fortemente pesato verso il rosso.Se l'occhio fosse più sensibile la luna apparirebbe rosa / rossa anche quando è alta nel cielo.Allo stesso modo, gli elementi non hanno alcun colore intrinseco e non emettono luce "grigia".Vediamo la luce solare riflessa.In effetti, di che colore è "grigio" - non è solo bianco a intensità inferiore?
@Rob: Non esiste una luce grigia, ma esiste un oggetto grigio.È perfettamente possibile che [riflettanza] (http://en.wikipedia.org/wiki/Reflectance), che è una frazione, sia inferiore al 100%.
@Rahul Grey è acromatico - incolore.IN unità RGB ha R, G e B uguali. Sì, un oggetto grigio potrebbe riflettere tutte le lunghezze d'onda allo stesso modo a meno del 100%.La luna * non * è grigia, perché non riflette tutte le lunghezze d'onda allo stesso modo.
So che questa è una vecchia risposta / domanda, ma [quelle immagini] (http://deepskycolors.com/pics/astro/2008/10/10-12-2008_MoonColor.jpg) non sono corrette?Non è più giallastro con il blu?Da dove vengono questi colori?Credo che ciò che vediamo dalla Terra potrebbe essere influenzato dall'atmosfera.
Floris
2015-07-14 00:51:49 UTC
Il grigio non è un colore, è un'ombra. Una tonalità di bianco. Percepiamo qualcosa come grigio quando
- non ha un "colore" evidente (cioè, la quantità di stimolo rosso, verde, blu che ricevono i coni nella nostra retina è più o meno la stessa), e
- Qualcos'altro nel nostro campo visivo è più luminoso
I nostri occhi regolano la nostra percezione del grigio o del bianco rispetto a "qualcos'altro". Gli occhi ricevono esattamente le stesse informazioni da un oggetto scarsamente illuminato con una riflettività di 1,0 come da un oggetto più luminoso con una riflettività di 0,1 (grigio). Quando vedi la luna "da sola", più luminosa di qualsiasi altra cosa nel cielo notturno (o più luminosa del cielo blu di giorno) il nostro cervello dice "questo è bianco". Ma se metti un grande lenzuolo bianco sulla luna, sarebbe molto più bianco, come vedi nella foto dell'astronauta il cui abito bianco fa sembrare grigia la luna.
Ecco un altro esempio di come i nostri occhi ci ingannano:
È ragionevole dire che il piccolo rettangolo a sinistra sembra bianco , mentre appare grigio a destra; e se lo consideri grigio o bianco nel mezzo dipende probabilmente dalla luminosità dello schermo. Ma in realtà hanno tutte la stessa tonalità di grigio.
C'è una buona descrizione della composizione della luna e del suo colore a questo link
Ma c'è un'altra cosa molto interessante. Quando guardi l'intensità della luna mentre attraversa le sue fasi, ti aspetti che ci sia più luce lunare quando la luna è piena - ovviamente, poiché il "disco" di luce è più grande. MA! L'intensità della luce lunare non scala con la fase (area apparente) della luna. Se così fosse, ti aspetteresti che l'intensità della luce lunare segua una curva morbida, ma in particolare non ti aspetteresti che l'intensità cambi molto proprio intorno alla luna piena (perché l'area illuminata non cambia molto). Ma questo non è ciò che viene osservato con le informazioni da questa fonte originale. Prendendo in prestito una curva da questo link:
La luce della luna diventa considerevolmente più luminosa (la luna "più bianca") proprio intorno alla luna piena. Ci sono due effetti in gioco:
- Poiché la superficie lunare è ruvida, quando la luce del sole splende su tutta la superficie ad angolo, vedrai alcune superfici illuminate e alcune aree che sono in ombra . Ciò significa che l'intensità media sembrerà più bassa - un effetto che è più forte poiché la luce è più accattivante: lo vedi molto chiaramente in questa immagine sorgente
- La superficie della luna (polvere lunare) ha molte minuscole sfere di quarzo: sono il risultato di impatti di meteoriti che hanno riscaldato il suolo fino al punto di fusione , dopodiché le goccioline fuse ricadono in superficie come piccole "sfere di vetro". E questi hanno l'interessante proprietà della retroriflessione: quando la luce proviene direttamente da dietro di te quando guardi una sfera, vedrai un riflesso molto luminoso - perché la luce del sole è focalizzata su un punto proprio dietro la sfera e tu stai guardando questo punto luminoso "attraverso una lente".
Questo secondo punto spiega il picco veramente netto intorno alla luna piena - ed è per questo che la luna appare particolarmente luminosa e bianca in quel momento (a parte gli effetti atmosferici ).
Questo è descritto in modo più approfondito (e ho appena scoperto che ha un nome: Heiligenschein che in tedesco significa "bagliore santo") a questo link
scm
2015-07-12 08:28:59 UTC
Non è bianco, guarda questo link per le foto: http://www.mikeoates.org/mas/projects/mooncolour/intro.htm
Vedi anche questo immagine che ho scattato, non sembra bianca, uno dei mari sembra blu.
Guarda questa foto con una maggiore saturazione.
Sembra che in media il La luna è grigia con una colorazione chiara allineata al terreno che va dal giallo al blu. La foto satura lo mostra e un occhio attento può percepire la tonalità del colore chiaro nella foto non satura.
Come altri sottolineano sopra, puoi vedere stelle luminose colorate sullo stesso sfondo.E in realtà la luna appare colorata quando è bassa nel cielo notturno e influenzata dalla dispersione atmosferica.La risposta può essere solo che lo spettro lunare è abbastanza vicino al bianco (ciò che percepiamo come) da non essere in grado di vederlo colorato.
La magnitudine apparente della stella più luminosa è debole (Sirio a -1,4) rispetto alla Luna a -12.Quindi la luna è estremamente luminosa rispetto a quelle stelle.Sto cercando la magnitudine apparente della luna all'orizzonte, la mia ipotesi è che non sia vicina a -12.
Vorrei anche sottolineare che, sebbene questo sia un forum di fisica in cui siamo abituati alla strumentazione oggettiva, il sistema visivo umano non è un analizzatore di spettro.Se di notte ti trovi in una stanza buia a guardare la TV, la tua percezione di ciò che è bianco e di quali colori sono normali.Esci e guarda la finestra della stanza.La stanza sembrerà essere immersa nella luce blu.Questo perché il punto di bianco della TV è decisamente blu ma tu ti adatti come bianco.Quando sei fuori a guardare dentro, non sei più adattato a quel punto di bianco.
Non è la grandezza integrata che conta, vero?Stai affermando che più luminoso è l'oggetto, meno è probabile che ne distinguiamo il colore?Hai un riferimento per questo?Il contrario è certamente vero.
Ok.Descriverò la mia risposta sul motivo per cui è percepito come bianco perché non ho un riferimento per l'adattamento del bianco e la percezione degli oggetti luminosi.E chiarirò cosa mostrano le fotografie nella mia risposta.
Realizzi le tue immagini ad alta risoluzione della luna?È impressionante.
Grazie Robert.È una foto composita di diverse regioni sovrapposte della luna scattata attraverso il mio telescopio.
ⓘ
Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.