为什么星星会闪
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天空的星星距离我们所在的地球是非常遥远的,距离我们都有好几光年之远,例如牛郎星距离地球就有 16 光年,所以我们看到的牛郎星所发出的光实际上是在 16 年前从牛郎星发射出来的。传到我们地球时已经比较弱了。因为地球上大气温度的变化,会使大气层上层冷空气下沉,也会使下层暧空气上升,冷空气的密度大,而暧空气的密度小,密度大的空气不断流向密度小的空气,这就是风,这厚厚的一层温度和密度不断改变的空气层会使光可透过的程度也不一样,使通过它的光线发生多次折射, 这样星星发射的光在传到我们眼睛的过程中就会忽前忽后、忽左忽右、忽明忽暗,总在不断的变化,会造成在我们眼里看起来,星星是一闪一闪的。这就是星星眨眼的原因。
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在晴朗的夜空中会看到星光闪烁,有如眨眼睛一般,正如童谣唱的“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星”。的确,恒星与行星的光都通过一样的地球大气,但是恒星闪烁明显,这是因为遥远的距离使它们看起来是极微小的“光点”,而行星则因为距离近,看起来是个“光面”,所以闪烁现象比较不明显。
恒星是团高温气体球,中央温度超过摄氏千万度,能够进行核反应释放能量,这些能量使气体得以高速运动,产生方向朝外的热压力,平衡了内缩的重力而维持稳定结构。我们的太阳就是颗恒星,它的直径约140万公里,与地球隔着1.5亿公里的距离,从地球看太阳的张角约半度,差不多是我们伸直手臂,食指宽度的一半。这样的角度足以让我们通过望远镜观察太阳的表面,研究太阳黑子等现象。除了太阳以外的其它恒星,都距离我们非常遥远,例如离太阳最近的恒星,也就是位于半人马座方向的α星,虽然实际大小也差不多为百万公里,但是距离我们将近40兆公里,张角只有百万分之一度。
行星内部没有核反应,无法支撑太大的体积,因此比恒星小很多。例如木星是太阳系中最大的行星,其直径约14万公里(约为太阳的1/10),而与太阳的平均距离为7.8亿公里(地球与木星的距离则在6.3亿与9.3亿公里之间),因此木星看起来的表面张角大小约为0.01度,和遥远恒星比起来大得多。如果把从地球看遥远恒星比喻成从中国看美国的一个篮球,那么从地球看木星就好比从操场的一端看另一端的一颗乒乓球。我们的眼睛一般能分辨大约1/60度的细节,在这样的解析能力之下,无论是恒星或行星都如同“光点”。但是通过望远镜,行星的影像放大成为“光面”,我们因此能够看清表面,而恒星却仍然是极微小的光点。星光闪烁的原理,是因为大气冷热、密度不均,当光线通过时,产生折射现象。艳阳下我们会看到游泳池底晃动的明亮条纹,是因为水面晃动,有如大大小小的放大镜一般,使得某些地方阳光比较集中,看起来便比较明亮,有些地方则比较暗。大气也像游泳池的水一样,一直在晃动(所以才有风),造成影像上下左右晃动以及明暗变化(一闪一闪)。
光点和光面有何差别呢?光面可以想成由非常多光点组成,来自个别光点的光通过地球大气时也都受到扰动,但由于扰动是随机变化,光面上不同光点的变化会互相抵消,所以总的来说,光面的晃动与闪烁反而比较不明显。
除了行星以外,像是月亮、星系、星云等张角比较大的天体也都比较不会闪烁。当然,要是大气气流旺盛,或是星球仰角低,接近地平线,因此星光通过大气厚度增加,连行星看起来也会晃动与闪烁。
恒星是团高温气体球,中央温度超过摄氏千万度,能够进行核反应释放能量,这些能量使气体得以高速运动,产生方向朝外的热压力,平衡了内缩的重力而维持稳定结构。我们的太阳就是颗恒星,它的直径约140万公里,与地球隔着1.5亿公里的距离,从地球看太阳的张角约半度,差不多是我们伸直手臂,食指宽度的一半。这样的角度足以让我们通过望远镜观察太阳的表面,研究太阳黑子等现象。除了太阳以外的其它恒星,都距离我们非常遥远,例如离太阳最近的恒星,也就是位于半人马座方向的α星,虽然实际大小也差不多为百万公里,但是距离我们将近40兆公里,张角只有百万分之一度。
行星内部没有核反应,无法支撑太大的体积,因此比恒星小很多。例如木星是太阳系中最大的行星,其直径约14万公里(约为太阳的1/10),而与太阳的平均距离为7.8亿公里(地球与木星的距离则在6.3亿与9.3亿公里之间),因此木星看起来的表面张角大小约为0.01度,和遥远恒星比起来大得多。如果把从地球看遥远恒星比喻成从中国看美国的一个篮球,那么从地球看木星就好比从操场的一端看另一端的一颗乒乓球。我们的眼睛一般能分辨大约1/60度的细节,在这样的解析能力之下,无论是恒星或行星都如同“光点”。但是通过望远镜,行星的影像放大成为“光面”,我们因此能够看清表面,而恒星却仍然是极微小的光点。星光闪烁的原理,是因为大气冷热、密度不均,当光线通过时,产生折射现象。艳阳下我们会看到游泳池底晃动的明亮条纹,是因为水面晃动,有如大大小小的放大镜一般,使得某些地方阳光比较集中,看起来便比较明亮,有些地方则比较暗。大气也像游泳池的水一样,一直在晃动(所以才有风),造成影像上下左右晃动以及明暗变化(一闪一闪)。
光点和光面有何差别呢?光面可以想成由非常多光点组成,来自个别光点的光通过地球大气时也都受到扰动,但由于扰动是随机变化,光面上不同光点的变化会互相抵消,所以总的来说,光面的晃动与闪烁反而比较不明显。
除了行星以外,像是月亮、星系、星云等张角比较大的天体也都比较不会闪烁。当然,要是大气气流旺盛,或是星球仰角低,接近地平线,因此星光通过大气厚度增加,连行星看起来也会晃动与闪烁。
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因为地球的大气层在不停的变化,星星折射到大气层上的影像就会产生一闪一闪的现象了
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为什么星星会一闪一闪的?
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