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第九章光的反射和折射·視覺 9.18天體的視大小

來源:百度文庫 2010-08-20 15:24:02

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第九章光的反射和折射·視覺 9.18天體的視大小

  假如我們按照這個比例在紙上畫大熊星座,那我們就會得到象圖126那樣的圖。把這張圖放在明視距離里來看,我們看見的星座就同它在天空中出現(xiàn)的時候我們看到的一樣。所以可以說,這就是一張照天然視角的比例所畫的大熊星座圖。如果你對這個星座不但是圖,而且直接對它本身有過很深的印象,那末看了這張圖以后,你的腦子里就會重新浮起這個印象來。如果你知道了所有星座的各個主星之間的角距(這可以從天文年歷和類似的參考書里找出來),你就可以用“天然比例”畫出一幅整個的天文圖來。畫的時候,只要準備一張每格一毫米見方的方格紙,把紙上每4.5毫米當(dāng)做一度就成了(表示星球的圓圈面積,應(yīng)當(dāng)比照著亮度來畫)。

  現(xiàn)在來談行星。行星的視大小也同恒星一樣,小到對肉眼說來只是一些光點。這也是可以理解的,因為沒有一個行星(除了在最明亮?xí)r期里的金星),在肉眼里的視角會超過一分,也就是說,會超過能使我們分辨出物體大小的臨界視角(在比臨界視角更小的視角里,每一個物體對我們說來都只能是一個點)。

  下面這張表列著各個行星的視角,每一個行星后面有兩個數(shù)字,第一個數(shù)字是這個行星離地球最近時候的視角,第二個是最遠時候的視角:

   視角(秒)

  水星 13——5

  金星 64——10

  火星 25——3.5

  木星 50——31

  土星 20——15

  土星的環(huán) 48——35

  把這些數(shù)值照“天然比例”畫在紙上是不可能的:甚至視角一分(也就是60秒)在明視距離里也只有0.04毫米,這個大小肉眼自然是無法分清的。所以我們得按照在放大100倍的天文望遠鏡里所見的行星圓面來畫。圖127就是在這種放大情況下畫成的一張行星視大小的圖。圖下的那條弧線代表在放大100倍的天文望遠鏡里的月面(或日面)的邊緣。在這條線上面是水星離地球最近和最遠時候的大小。再上去是在各種位相里的金星;它離我們最近的時候是完全看不見的,因為那時候它是用它那沒有照到日光的一面朝著我們的①。后來漸漸可以看到它的狹窄的月牙般的形狀,所有行星的“圓面”沒有比這更大的。在以后的位相里,金星要越來越小。在它滿輪的時候,它的直徑就只有它在月牙形時候的1/6。

  在金星的上面畫的是火星。在左方,你可以看到它在離地球最近的時候我們在放大100倍的天文望遠鏡里望見的大小。在這樣小的圓面上你想能夠看清些什么呢?還得把這個圓圈再放大10倍,你才可以得到天文學(xué)家在用放大1000倍的強大天文望遠鏡研究火星的時候所得到的印象。可是即使在放得這樣大的圓面上,什么東西都擠得很緊,你能夠不確切地認出那些大家都知道的“運河”之類的細節(jié),或者覺察出那似乎是跟生長在火星的“海”底的植物有關(guān)的輕微的顏色變動嗎?怪不得某些觀察者提出的證據(jù)會同別人指出的不一致,或者某些人認為是清楚地看見了的東西,另一些人卻認為不過是光學(xué)上的幻覺①……

  寵大的木星和它的那些衛(wèi)星,在我們這張圖里占著顯著的位置。它的圓面比其他行星都要大得多(月牙形狀的金星除外),而它的四個主要衛(wèi)星并排排在一條直線上,幾乎等于月面直徑的一半。這里的木星是離地球最近時候的大小。最后是土星和它的環(huán),以及它的最大的一個衛(wèi)星(泰坦),它們在離地球最近的時候,也是相當(dāng)惹人注目的。

  讀者由此可以明白,每一個可見的物體,如果我們認為它離開我們比較近,看起來就會覺得它小。相反地,如果由于某種原因,我們過大地估計了物體離我們的距離,那末這物體在我們眼里就會相當(dāng)大。

  下一節(jié)要講愛倫坡的一篇很有啟發(fā)性的描寫錯覺的故事。這篇故事初看好象不可信,然而卻完全不是虛構(gòu)的。我自己也曾經(jīng)上過這種錯覺的當(dāng),飽受了一次虛驚。讀者當(dāng)中一定也有許多人可以從自己的生活里找到類似的情況。

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