我認為問題很清楚,但是我發現如果您在此處重繪此圖片:
您會注意到,太陽與地球一樣大。但是,如果將太陽放大到與地球相比真實的大小,您將意識到地球將始終被日光覆蓋。那麼這是怎麼回事?
我認為問題很清楚,但是我發現如果您在此處重繪此圖片:
您會注意到,太陽與地球一樣大。但是,如果將太陽放大到與地球相比真實的大小,您將意識到地球將始終被日光覆蓋。那麼這是怎麼回事?
太陽大約是地球直徑的100倍,從太陽到地球的距離大約是太陽直徑的100倍。 下方 是一幅圖像,顯示了太陽,地球以及它們之間按比例縮放的距離。乍一看,它只不過是一個黑條。原始圖片是 4000 像素(我的Pixlr Editor的限制)乘以60像素,而Earth小於一個像素。要查看完整尺寸,請單擊此處或在圖像上,然後在Web瀏覽器中將其顯示時,再次單擊以將其放大為完整尺寸。使用滾動條查看一端的太陽,另一端的地球。您需要仔細觀察 真的 才能看到地球。
但是,如果您將太陽縮放到與地球相比真實的大小,
會很大。但是,要以這種方式實現現實,您還必須擴大從地球到太陽的距離。
但是您甚至不必這樣做,因為有一種更簡單的方法
如果是白天,而不是多雲,您應該在那兒看到太陽(請不要一直望著…)。它不是很大,大約32英寸(略有變化),略大於0.5°。得到)。或在公主想要月亮作為生日的公主的故事中,公主的拇指與胳膊的長度差不多。
僅靠太陽的光線沐浴地球還不夠。它足以使幾乎一半的光亮,幾乎一半的光暗,並具有一定時期,在該時期中,地球的給定點被某些但不是全部的太陽可見圓盤照亮。您可以通過相同的天空實驗(在日出或日落時朝地平線看)來看到這一點。
鑑於已知的到太陽的平均距離以及太陽和地球的半徑,基本的三角函數很簡單。如果地球和太陽的大小完全相同,並且沒有大氣折射,那麼將照亮地球的一半或180度。但是由於太陽要大得多,又假設沒有大氣折射,因此地球的確切180.522度將被照亮。由於大氣霧度變化,空氣密度的溫度控制差異和雲的分佈,計算由陽光在大氣中折射到黑暗區域而引起的額外照明非常困難。我想如果要包含折射的暮光,可以再增加一個或兩個學位。
由於與地球相比,太陽有多大,在任何給定時間,只有一半的地球可以面對太陽。
嘗試繪製一個圖表,其中太陽相對於地球要大得多。地球。將其放大十倍或一百倍,或者全力以赴按比例繪製。假設它是如此之大,甚至看起來都不像圓形,而只是無限長的直線。儘管如此,在任何給定時間,只有一半的地球面對它。除非陽光可以穿透地球,或者某種程度上洩漏到邊緣,否則地球的一半仍然是黑暗的。
更新
啊,我明白了從現在開始。好吧,是的,如果太陽無限大,或者至少非常大且非常靠近,並且如果光在任何方向上都離開了太陽表面上的任何給定點,那麼是的,光線可能無法到達地球的某些部分面對太陽。他們實際上無法到達對面的那一點,但我想足夠接近了。我承認,我想到的是從太陽到地球的光線,其方向平行於從地球中心到太陽中心的直線。
我假設所有離開太陽表面的光都不會從中心直接向外傳播,因此在某種程度上,您的模型是合理的。坦白說,我對物理學的了解不足,無法說出與現實的相似程度。我想更多的光是直接從中心射出,而不是從切線切入,因為太陽不是一個具有薄薄發光面的暗核,而是從內部發出光。我不知道相對數字是多少。但我想問題不是光的數量,而是任何光。因此,讓我們接受您的模型。
是的,如果太陽足夠大且足夠近,例如來自太陽北極的光可能會碰到地球“遠方”的一點。相切。如我的圖中所示。
但是,在現實生活中,它並不大或不大。讓我們計算數字。
讓$ s $為地球到太陽的距離,$ r $為半徑太陽,和$ A $從北極沿地球曲線的角度。然後我們有下面顯示的三角形,其中$ h $是三角形的高度。與此處的所有其他數字相比,地球的半徑非常小,因此基本上會舍入。由於$ s $與$ r $相比非常大,因此$ h $非常接近$ r $,因此為了保持幾何簡單,我們假設$ h = r $。 (由於$ r \ ge h $,計算$ h $的實際值會傷害您的情況。)
因此幾何形狀告訴我們$ r = s * \ sin A $。
太陽位於約9,300萬英里之外。因此,在這種情況下,光線要到達地球北極上方45度,我們將:
$$ r = 93,000,000 * \ sin(45)\\ r = 93,000,000 * \ frac {\ sqrt 2} {2} \\ r \大約65,000,000 \\ $$
也就是說,太陽的半徑必須超過6500萬英里。在現實生活中,它遠不及它,更像是432,000。 \\ sin A \ le h / s \\\ sin A \ le \ frac {432,000} {93,000,000} \\\ sin A \ le .004645 \\ A \ le 0.266°\\ $$
也就是說,太陽光可以從極點“流失”大約1度的1/4。