想必大家都有想过,当太阳和月亮同时可见时,会出现下列几个问题:
如果在上述情况下你看着月亮,想象有一条直线连接新月的两个尖角,然后取直线的中点,对着太阳的方向作一条垂线,由于月亮反射太阳的光,你会预料垂线一定直指太阳。然而事实并非如此。
实际上,与垂直太阳的位置相比,该垂线偏离了一个很明显的弧度。我们已经在为这一观察结果寻找解释,然而对已经发现的零星结果却感到疑问重重。有些结果甚至引发了“大圆圈”的说法,仿佛光从阳光以弧形足迹行至月亮!
问题的解决方法为:地球距离太阳已经足够遥远,因此,如果按极近似值考虑,当太阳光线到达地球时,它们是彼此平行的。
以我们世俗的经验来看,大多数光源发出的光线是发散的。因此,如果你和朋友站在路灯旁,每人穿过你们的影子画一条直线,两条线都会回指向路灯的方向,但在这个过程中它们会明显地发散开而偏离路灯,你们的影子显示出路灯光线照射的方向,而这些光很显然是发散式的。
现在,如果你和朋友离路灯再远一些,然后再次穿过你们的影子画线,你可能会发现它们依然是发散式的回指向路灯,但发散程度没那么明显了。实际上,你们离路灯越远,你们的影子就越接近平行,这说明你离路灯这个光源越远,光线越趋于平行。
另一个方法是,你和朋友各自指向路灯,你们离路灯越近,胳膊与路灯之间张开的角度越明显,离路灯越远,则胳膊与路灯越趋于平行。如果你和朋友分开站(得)离灯远一些,再指向灯,你会发现你的朋友的胳膊好像并没有指向路灯,这就和文章开头的那个问题很类似了有没有!当你试着把天空中的另一样物体或一颗星星指给朋友看时,会出现同样的情况。为了看清你所指的东西,朋友必须站在你身后,越过你的肩膀才能看到。
地球与月球都与太阳相距甚远,因此如果你分别穿过地球与月球的影子画线,它们几乎是平行的。所以说,与月球两端垂直的线条不应指向太阳,它应该是平行于一条从你那里或地球上绘制的指向太阳的直线。
下次看月亮时,你可以试着检验一下这个说法。记着我们脑中还有一些困惑的想法,即想要找到那些嵌在貌似半圆形的苍穹(你提到的大圆圈)中的直线。因此最简单的方法是在月亮变成新月,相对来说离太阳更近一些时,把问题搞清楚。
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