Меню

Какого цвета солнце как звезда



Какого цвета Солнце?

Кажется, сама постановка вопроса глупа: какого цвета Солнце? Опыт подсказывает нам, что Солнце желтого цвета. Утром и вечером, когда наше дневное светило находится не высоко над горизонтом и не слепит глаза, оно отчетливо желтое. Днем солнечные лучи, освещающие землю и асфальт, кроны деревьев и дома, — желтые! На фотографиях пейзажей Солнце желтое. Даже дети знают, что Солнце желтого цвета — просто послушайте, какого цвета карандаш они просят, чтобы нарисовать солнышко!

Но так ли это на самом деле? Не обманываем ли мы себя?

Если бы цвет Солнца действительно состоял только из желтого, что произошло бы с солнечными лучами после их прохождения через стеклянную призму? Они бы просто не разложились в спектр!

Но солнечные лучи всегда раскладываются на спектр — на фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный цвета! Это значит, что свет, приходящий к нам от Солнца, содержит все эти цвета, просто они перемешаны друг с другом А в сумме это дает… белый цвет!

А как выглядит наша звезда из космоса? На многочисленных фотографиях Земли, сделанных космонавтами и астронавтами с борта Международной космической станции, Солнце попадается довольно часто. Вы удивитесь: на всех этих фотографиях Солнце — белое.

На снимках, сделанных из космоса, Солнце белого цвета. Фото: NASA

Но не могут же наши глаза обманывать нас? Мы же каждый ясный день наблюдаем желтое Солнце!

Действительно, Солнце кажется нам желтым! Причина тому — земная атмосфера. Воздух рассеивает фотоны голубого, синего и фиолетового цвета сильнее, чем красные, оранжевые и желтые.

Когда Солнце находится низко над горизонтом, его лучи проходят через бо́льшую толщу атмосферы, чем в тот момент, когда оно располагается почти в зените. Здесь разница в цвете Солнца становится очевидна! Летом в полдень Солнце ослепительно яркое и почти белое, на него невозможно смотреть (более того, нельзя!). А вечером, на закате, может быть желтым, оранжевым или даже красным. Степень покраснения звезды зависит от условий в атмосфере, а также от количества пыли или дыма в воздухе, которые хорошо рассеивают весь свет, кроме красного.

На закате Солнце может быть отчетливо желтого цвета или даже красного. Но это не настоящий цвет нашей звезды, а искаженный земной атмосферой! Фото: Trine Christensen/Flickr.com

Итак, раз свет, который испускает Солнце, белый, то каких фотонов излучается больше — красных или, может быть, голубых? Или всех поровну?

Вы удивитесь, но Солнце излучает больше всего фотонов в зеленой области спектра! Но, смешиваясь с другими фотонами, зеленый цвет нашего светила растворяется в белом сиянии.

Источник

Цвет Солнца

На вопрос, какого цвета Солнце, мы знаем ответ с раннего детства. Его непременно рисовали в виде круга с лучами желтым или оранжевым карандашом. Но на самом деле, главное светило на нашем небосклоне выглядит по-разному в течение суток. А зонды, приблизившиеся к нему на максимально близкое расстояние, запечатлели абсолютно иной цвет Солнца. Так какой же окрас имеет главная звезда нашей системы? С чем связано изменение его цвета при наблюдениях с Земли?

Наблюдаем из космоса

Рассматривать светило без защиты для глаз, даже находясь на Земле, — дело опасное. Яркий солнечный свет может привести к ожогу роговицы. Поэтому простым наблюдателям очень сложно сказать, какого цвета Солнце на самом деле. Но снимки из космоса однозначно отвечают, что наша звезда белая.

Из курса физики известно, что, как такового, белого цвета не бывает. Это результат смешения всех оттенков спектра от красного до фиолетового. Светимость белым светом обусловлена эффективной цветовой температурой Солнца, составляющей 5780 кельвинов.

Почему же Солнце желтого цвета на Земле? Атмосфера нашей планеты сильно рассеивает звездные лучи. Кроме того, воздушная оболочка поглощает коротковолновое излучение (фиолетовый, синий, голубой и зеленый оттенки спектра) и перед нами светило предстает в желто-оранжевом окрасе. Интенсивно красной звезда становится на закате и в период рассвета, когда ее свет сильнее преломляется в атмосфере. Также чем сильней загрязнена атмосфера, тем краснее будет казаться солнечный круг. Бело-голубой оттенок он может принять в безоблачную погоду, находясь в самом зените.

Свет других звезд

Мы уже узнали, что настоящий цвет Солнца – белый. И в этом главную роль играет температура его поверхности. Оказывается, чем ниже цветовая температура, тем краснее будет выглядеть светило. Примером тому служат красный карлики и гиганты. Первые имеют массу в десятки раз меньшую, чем солнечная, а их температура не превышает 3500 кельвинов. Это самые холодные звезды Вселенной.

С красными гигантами ситуация обстоит иначе. Это светила, чья масса и диаметр превышают солнечные параметры. Но их поверхностная температура стала меньше из-за полного сгорания внутренних запасов водородного топлива. Расширяясь, они сжигают окружающий их гелий и становятся холодней.

Читайте также:  Какими цветами раскрашивать черепаху

Звезды, имеющие температуру выше 6000 кельвинов, уходят в сине-голубую часть спектра. Самые горячие – голубые сверхгиганты – могут разогреваться до 50-60 тысяч кельвинов. Их светимость превышает светимость желтых карликов в десятки тысяч раз. К этому спектральному классу относятся Ригель, Гамма Парусов, Тау Большого Пса, Дзета Кормы.

Белым светом Солнце будет светить не всегда. Растрачивая запасы водорода в ядре оно превратится в красного гиганта, а после его взрыва вновь станет белым. При этом размеры его сократятся в сотню раз. Так оно будет сиять еще долго, постепенно остывая, и через миллиарды лет станет окончательно черным.

Источник

Солнце: строение, характеристики, интересные факты, фото, видео

На вопрос, какого цвета Солнце, мы знаем ответ с раннего детства. Его непременно рисовали в виде круга с лучами желтым или оранжевым карандашом. Но на самом деле, главное светило на нашем небосклоне выглядит по-разному в течение суток. А зонды, приблизившиеся к нему на максимально близкое расстояние, запечатлели абсолютно иной цвет Солнца. Так какой же окрас имеет главная звезда нашей системы? С чем связано изменение его цвета при наблюдениях с Земли?

Солнце жёлтое?

Солнце относится к классу жёлтых карликов спектрального класса G2V. К этому типу относятся звезды с температурой поверхности в пределах 5000 – 6000 К и имеющие размеры и массу, сравнимые с солнечными. Жёлтые карлики всегда изображают жёлтыми, красные – красными и т.д.

Если посмотреть на небо, когда Солнце не слишком высоко и не очень яркое, отчётливо видно, что оно жёлтое. Даже дети подсознательно это замечают и рисуют его именно жёлтым карандашом.

С этой точки зрения Солнце – жёлтое. Ведь не доверять собственным глазам кажется глупым, тем более, в этом легко убедиться лично.

Литература

1. Colour & Vision Research Laboratory – New CIE XYZ functions transformed from the CIE (2006) LMS functions 2. International Color Consortium – A Standard Default Color Space for the Internet: sRGB 3. Recommendation ITU-RBT.709 – Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange 4. Robertson R. «Computation of correlated color temperature and distribution temperature» /.Opt. Soc. Am.58, 1528 (1968). 5. 2000 ASTM Standard Extraterrestrial Spectrum Reference E-490-00 6. CIE Standard Illuminant D65 7. «Первые итоги определения физико-механических свойств грунтов Луны», М.: 1970. Госстрой СССР, под ред. проф. д-ра техн. наук В. Г. Булычева, стр. 8. 8. Шевченко В.В., Луна и ее наблюдение, 1983, стр. 91-92. 9. Hapke, B., B. Denevi, H. Sato, S. Braden, and M. Robinson (2012), The wavelength dependence of the lunar phase curve as seen by the Lunar Reconnaissance Orbiter Wide-Angle Camera, J. Geophys. Res., 117, E00H15 10. Ohtake,M. et al. (2010), Deriving the Absolute Reflectance of Lunar Surface Using SELENE (Kaguya) Multiband Imager Data, Space Sci. Rev., 154, 57-77 11. THE APOLLO 11 DRIVE TUBES, Dissection and description by Judith H. Allton, NASA (1978) 12. BBC. Интервью Нила Армстронга Патрику Муру (1970)



Солнце белое?

Если пропустить солнечный свет через призму, он разложится на спектр, и мы увидим области разного цвета. То есть, солнечный свет состоит из электромагнитных волн всего видимого спектра, а свет мы воспринимаем именно как электромагнитные волны с разной длиной волны. Стеклянная призма преломляет их по-разному, поэтому видно их разделение. Вы знаете это из курса школьного физики.

В солнечном свете есть электромагнитные волны всего видимого спектра, от фиолетовых до красных. Все вместе они дают белый свет. На снимках, сделанных в космосе, когда Солнце попадает в кадр, видно, что оно именно белого цвета.

Да и как иначе, если оно излучает в самых разных диапазонах, и видимый свет – лишь малая часть излучения. Притом доля желтого света в нём не больше, чем других. При температуре поверхности в 5800 К Солнце и должно быть белым.

Цветовое пространство sRGB

Наиболее распространённое цветовое пространство с использованием модели RGB — sRGB. Поэтому, когда говорят про RGB без уточнений, подразумевают именно цветовое пространство sRGB, которое является стандартом представления цветового спектра с использованием модели RGB. Данный стандарт был создан Международным консорциумом по цвету (англ. International Color Consortium, ICC) в 1996 году для унификации использования модели RGB в мониторах, принтерах и Интернет-сайтах. Давайте разберём этот стандарт, описание которого доступно по адресу [].
Преобразование XYZ в sRGB происходит в три этапа. Сначала координаты XYZ преобразуются в линейные координаты RGB, затем линейные координаты преобразуются в нелинейные координаты RGB, и в конце нелинейные координаты преобразуются в 8-битные координаты RGB, которые, собственно, являются координатами цветового пространства sRGB.

Читайте также:  Как при вязании связывать два цвета ниток

Преобразование координат XYZ в линейные координаты RGB происходит следующим образом:

а обратное – так:

Интересно, откуда же взялись эти странные числа в квадратных матрицах? А взялись они из рекомендации ITU-R BT.709 []. Обозначим первую квадратную матрицу через XYZ_to_RGB

, а вторую – через
RGB_to_XYZ
. Очевидно, они взаимно обратны. В рекомендации ITU-R BT.709 заданы требования, которые должны выполняться для второй матрицы. Из этих требований можно однозначно вычислить вторую матрицу, а первая равна обратной матрице второй.

Введём следующие функции:

Тогда требования рекомендации ITU-R BT.709 принимают следующий вид: Имеем 8 уравнений, когда у нас 9 неизвестных элементов матрицы
RGB_to_XYZ
, т. е. не хватает ещё одного уравнения. А не хватающее уравнение задано неявно, мне пришлось самому догадаться до него. Суть этого уравнения состоит в том, что для белого цвета визуальная яркость Y должна быть равна 1: Я нашёл точное решение этих уравнений в рациональных числах:

Если округлить числа в моём результате до четырёх знаков после запятой, то получатся как раз те самые странные числа в стандарте Международного консорциума по цвету. Я же в своих расчётах использую не округлённые матрицы, а вышеуказанные точные (насколько позволяют числа с плавающей запятой двойной точности).

Итак, линейные координаты RGB на основе таблицы функций цветового соответствия (cmf), спектральной плотности излучения (illumination) и отражательной способности (albedo) я вычисляю следующим образом:

Также я применяю линейные координаты RGB, усреднённые по 2-градусному и 10-градусному полю зрения:

Из линейных координат RGB визуальная яркость Y вычисляется по такой формуле (по умолчанию массивы Mathcad нумеруются с нулевого элемента):

Продолжаем разбирать стандарт. Каждая линейная координата RGB преобразуется в нелинейную с помощью нелинейной функции lin2bit, а обратно – bit2lin, которые определены следующим образом:

Графики этих функций выглядят так:

Обратите внимание, 0 преобразуется в 0, 1 в 1.

В конце нелинейные координаты RGB преобразуются в 8-битные умножением на 255 с последующим округлением до целых чисел.

Таким образом, я определил следующие функции для преобразования линейных координат RGB в 8-битные и обратно:


Теперь мы готовы решить задачу из введения. Напоминаю условие.

Пусть задан цвет rgb(120,80,100). 1) Какие значения RGB имеет цвет, который в 2 раза темнее заданного? 2) Какие значения RGB у серого цвета такой же яркости, как у заданного?


Ответы: 1) rgb(86,56,71); 2) rgb(92,92,92).

Солнце зелёное?

Хотя Солнце и излучает в самых разных диапазонах, отчего в сумме получается белый свет, но излучения с длиной волны в 500 нм получается больше в общей сумме, а это зелёный свет. Поэтому среди всех цветов зелёный должен преобладать, и мы должны видеть Солнце в зелёном оттенке.

Думаете, это совсем глупость? На самом деле зелёный цвет Солнца можно видеть. Вы наверняка слышали про «зелёный луч», который можно иногда видеть на закате, перед тем, как Солнце скроется за горизонтом. Это явление можно увидеть в любом месте, но чаще встречается на море. Есть роман «Зелёный луч», и много фотографий, вот одна из них:

Иногда на закате Солнце бросает зелёный луч.

Иногда небо и в самом деле становится зелёным.

Результаты вычислений

Дальше я буду использовать следующие обозначения: D65
– стандартный источник белого света D65;
E490
– источник света от Солнца в отсутствии атмосферы;
Б-0.91
– белая бумага с альбедо 0.91;
LRO(30°)
– данные по LRO при традиционных значениях углов
i
=
g
= 30°,
e
= 0°;
Shevch.
– данные по Шевченко;
лин. (2°)
– линейные координаты RGB при 2-градусном поле зрения;
лин. (10°)
– линейные координаты RGB при 10-градусном поле зрения;
лин. (средн.)
– линейные координаты RGB, усреднённые по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;
sRGB (100%)
– координаты sRGB, полученные из линейных координат RGB, усреднённых по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;
sRGB (200%)
– координаты sRGB, полученные из удвоенных линейных координат RGB, усреднённых по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;
sRGB (300%)
– координаты sRGB, полученные из утроенных линейных координат RGB, усреднённых по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;
sRGB (400%)
– координаты sRGB, полученные из учетверённых линейных координат RGB, усреднённых по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;
цв. темп.
– цветовая температура, полученная из линейных координат RGB, усреднённых по 2-градусному и 10-градусному полю зрения;

Б-0.91 LRO(30°) Shevch.
лин. (2°) 0.9076,0.9120,0.8968 0.1177,0.0931,0.0688 0.1202,0.0931,0.0697
лин. (10°) 0.9084,0.9122,0.8929 0.1165,0.0916,0.0687 0.1188,0.0917,0.0696
лин. (средн.) 0.9080,0.9121,0.8948 0.1171,0.0924,0.0688 0.1195,0.0924,0.0697
sRGB (100%) rgb(244,245,243) rgb(96,86,74) rgb(97,86,75)
sRGB (200%) rgb(133,119,104) rgb(134,119,104)
sRGB (300%) rgb(160,144,125) rgb(161,144,126)
sRGB (400%) rgb(182,164,143) rgb(184,164,144)
цв. темп. 6467K 4928K 4891K
Читайте также:  Как можно изменить цвета рисунка
Б-0.91 LRO(30°) Shevch.
лин. (2°) 1.0005,0.8892,0.8490 0.1283,0.0909,0.0649 0.1310,0.0909,0.0657
лин. (10°) 1.0021,0.8888,0.8483 0.1272,0.0895,0.0650 0.1297,0.0895,0.0659
лин. (средн.) 1.0013,0.8890,0.8486 0.1277,0.0902,0.0649 0.1303,0.0902,0.0658
sRGB (100%) rgb(255,242,237) rgb(100,85,72) rgb(101,85,73)
sRGB (200%) rgb(138,118,101) rgb(140,118,102)
sRGB (300%) rgb(166,142,122) rgb(168,142,123)
sRGB (400%) rgb(189,162,139) rgb(191,162,140)
цв. темп. 5912K 4550K 4512K

На следующем изображении приведены цвета поверхности Луны sRGB (100%)
,
sRGB (200%)
(удвоенная яркость),
sRGB (300%)
(утроенная яркость),
sRGB (400%)
(учетверённая яркость) при источнике света
E490
(т. е. при наблюдении из космоса) согласно данным LRO и Шевченко.

Как видите, Луна из космоса имеет коричневый цвет как по данным LRO, так и по данным Шевченко. По Шевченко получается немного (еле заметно) краснее, чем по LRO.

Какого цвета Солнце на самом деле

Так можно совсем запутаться – видим Солнце желтым или зелёным, а в космосе оно выглядит белым. Где правда и какого цвета Солнце на самом деле? Ответ прост – Солнце белое, именно потому что излучает во всём видимом спектре. То, что зеленого чуть больше, особой роли не играет и не заметно в обычных условиях.

Но почему мы видим Солнце желтым? Потому что мы находимся на планете Земля, под слоем атмосферы, и смотрим через неё. Атмосфера рассеивает фиолетовую и синюю часть спектра, поэтому небо голубое, а цвет Солнца выглядит более жёлтым, так как красная часть спектра в атмосфере рассеивается хуже. А к ней близко находится и оранжевая и желтая часть.

На закате Солнце выглядит и вовсе красным, потому что лишь излучение с большей длиной волны может пробиться через толстый слой атмосферы. Ведь, когда Солнце низко над горизонтом, свет от него к нам идет не сверху, где воздушная прослойка тоньше, а под углом, и преодолевает толстый слой воздуха.

Причём воздух этот вовсе не так чист, как кажется – в нём много пыли, водяных паров и прочих включений. Поэтому, чем толще воздушная прослойка, тем сильнее она поглощает и преломляет свет. И Солнце на закате выглядит красным и не очень ярким – иногда на него даже можно спокойно смотреть.

Иногда условия преломления складываются идеально, и Солнце может выглядеть зелёным – испустить тот самый зелёный луч. Длится это недолго и бывает нечасто.

Зеленая часть спектра, хотя доля её в общем излучении Солнца велика, также рассеивается в атмосфере, придавая небу не чисто синий цвет, а с уклоном к зелёному. Мы не видим его зелёным лишь потому, что воспринимаем не отдельные цвета, а всю сине-зелёную часть спектра, где синий и фиолетовый в сумме преобладают. И когда мы смотрим на дневное небо, работают колбочки сетчатки глаза, восприимчивые и к синему, и к зелёному, и к жёлтому цвету. И небо выглядит голубым.

А настоящий цвет Солнца – белый. Именно таким оно и выглядит, если на него смотреть из космоса, где атмосфера не мешает. В пустыне белый цвет Солнца тоже хорошо виден — воздух там сухой, в нём мало водяных паров, поэтому преломление и искажение света происходит не так сильно.

В пустынной местности Солнце белое.

На рисунках и схемах его намеренно изображают жёлтым, так привычно. На фотографиях, сделанных в телескоп через фильтр, оно выглядит жёлтым по той же причине, что и без телескопа – из-за влияния атмосферы. К тому же, часто фотографии делают с применением различных цветных фильтров, чтобы повысить контраст и выделить детали.


Facebook

Причины изменения атмосферы

Эксперты указывают на то, что население нашей планеты оказывает огромное влияние на состояние ее атмосферы. Сейчас многие эксперты указывают на увеличение количества парниковых газов, тема которых регулярно поднимается в современных средствах массовой информации.

Политические деятели и мировые лидеры стремятся к тому, чтобы парниковые газы не видоизменялись, и предпринимают активные шаги, чтобы попытаться уменьшить их углеродный след. Эксперты по окружающей среде указывают на высокий уровень уже нанесенного ущерба, предупреждая, что мы достигли точки невозврата.

Как сообщается в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований США, с 1750 года концентрация углекислого газа в атмосфере фактически увеличилась на 38 %.

Звезды и созвездия

Ночью небо усыпано маленькими светящимися точками, это звезды. Но небольшими они кажутся только с Земли. Есть огромные звезды, размер которых равен всей Солнечной системе, а есть маленькие, которые не разглядеть даже в телескоп.

Источник