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太阳和月亮为什么刚升起时看起来比较大,升高后看起来就变小了?

印象曾回答过类似问题,有些朋友可能没看到,再简单解释一下吧。

首先必须承认一点,一天之中看到的太阳大小是一样的(差别很小可忽略不计)。大家可取一块照相底片(或类似的东西),分别在早晨和中午隔着底片看太阳,并在底片上标注太阳的大小,得到的结果可证实上面的说法。

既然大小是一样的,但看着不一样,就是你的眼睛欺骗了你,看来“耳听为虚 ,眼见为实”这句话还得重新认识。那么,到底是什么原因呢?因为人眼在判断物体大小时,要跟周围物体进行比较。如果一个物体附近的物体都比较矮小,这个物体就会显得高大;如果一个物体附近的物体都比较高大,这个物体就会显得矮小。


刚升起的太阳在地平线附近,只能跟地平线附近的低矮的房屋树木等比较,太阳看起来比较大。升上高空以后,只能跟辽阔的天空比较,看起来自然就显小了。

如果从实际距离来看,太阳和月亮与地球上观测者的距离在地平线时要比在头顶时更远大约一个地球半径,相当于6000多公里。之所以太阳和月亮在地平线时看起来要比在头顶时更大,这与一种视错觉有关——蓬佐视错觉,关于这点可以看一下如下的图片:

乍一看,图中上面的横线看起来要比下面的那根更长一些。但事实上,这两条横线拥有完全相同的长度,上面那根并没有更长。之所以会产生这样的错觉,是因为大脑会根据透视原理,误认为两条斜线的上面离我们比较远,下面则离我们比较近,导致人脑会觉得上面的那根横线相比更长一些。

由于我们觉得地平线的距离要比头顶上空更远一些,从而导致我们误认为刚升起来的太阳和月亮看起来更大一些。但实际上,刚升起来的太阳月亮离地球上的观测者更远,它们其实更小。

如果画一个地月系统示意图的话就会发现,当月亮在地平线附近时到观察者的距离要比升起后的距离远一些。地月距离大约38万千米,地球半径约为6370千米,根据三角关系可知月球在地平线附近时要比升起后近大约三四千千米,这点距离相对于地月距离来说只不过是百分之一而已,这是不容易用肉眼直接观察出来的。

然而实际观察时,月球却是刚升起时看起来大很多。这并不是月球真的变大了,也不是什么光学现象,只不过是视觉上的错觉而已。比如看下面的两幅图片,就可以感受长短、大小的错觉。用刻度尺量一下就会发现第一幅图中的四条竖着的线段长度都是一样的,第二幅图中两个中心处的圆大小是一样的。


要证明月亮在地平面附近看起来大是一种错觉也只需很简单的工具,随便一个人都能够做到。如果地平线附近的月亮看起来大是一种光学现象,那么光学现象也能够在照相机的感光片上呈现出来。可以找一台数码照相机,调整好焦距后待月亮刚出地平面时拍一张照片,待月亮升到高空后用同等的焦距再拍一张照片,两张照片放到电脑上对比一下就会发现拍出来的月亮是一样大。有一些拍摄月食的照片会用多重曝光的方式在一张背景中呈现出月亮的变化情况,从图中可以看出月亮的大小是一样的。

不用相机拍摄也可以。卷一只长纸筒,透过纸筒观察月亮,这时候能够杜绝周围景物对月球大小的衬托。此时就会发现,不论月亮是在地平线附近还是升到高空中,看到的月亮都是一样大。同样的道理也适用于太阳。

原创作品,禁止侵权,侵权必究。

都是错觉。

在这张图里,月亮看起来很大,主要有两个原因,一是有建筑衬托,二是用了超长焦镜头。

而这两点都与题主的问题有关。

首先,月亮、太阳升高之后,独自悬在空中,没有比对,你其实是无法感知它的真实大小的。这个时候,大部分人会觉得它不大,毕竟相对于整个天空,他们几乎就是一个点。

但是太阳、月亮刚刚升起的时候,是和地面建筑在一起的。但是光与建筑在一起是不会让人觉得它大的。另一个关键的因素是,这些建筑都很远。

我们学过一点点绘画就知道「远小近大」的道理。这个词实际说的是人看东西时,远处的东西会看起来小一些。月亮就离地球很远,所以虽然实际很大,但看起来很小。建筑虽然比月球小很多,但近,所以看起来就大。这个时候,只要建筑足够远,相对于月球就小了。而我们还是以平常的距离去感觉,就会觉得月亮特别大。而且,人虽然能分辨一米和十米,却不容易分辨1000米和10000米,这是光学透镜本身性质造成的。月亮和建筑只要都很远,人就会觉得它们两个在附近,从而产生很多错觉。

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