На что падает эта тень?

Фотография ниже сделана с вершины горы Шаста на восходе солнца. Солнце было прямо позади меня, когда я делал снимок, и кажется, что оно отбрасывает тень на... само небо?

Кто-нибудь может объяснить, на что падает тень? Кажется, нет никаких облаков или чего-то подобного.

введите описание изображения здесь

Я думаю, что ответ станет более ясным, если вы перевернете его. Что заставляет небо, противоположное свету восхода солнца, освещаться? Важно помнить, что тени — это не «что-то», а скорее отсутствие чего-то. Если ваша интуиция была верна, то все небо вдоль горизонта (по крайней мере) должно быть абсолютно темным, так как солнце находится позади вас. Единственный логичный ответ состоит в том, что солнечный свет отражается небом в камеру. На самом деле, это, вероятно, дымка, очевидная из изображения (т.е. загрязнение), которую вы в основном видите.
Это также стоит сравнить с эффектом призрака Брохена, где «конус» в некотором смысле идет (кажется, идет) в другую сторону (и тень находится на более очевидном очень близком облаке/тумане).
Это прекрасное зрелище. Нам нужно сделать для него имя.

Ответы (4)

я нашел этот сайт

С их вершин почти все тени гор выглядят треугольными, независимо от формы горы. Это эффект перспективы. Вы стоите на верхнем краю длинного затененного воздушного туннеля и смотрите вдоль его длины. Поперечное сечение туннеля имеет форму горы, но его «конец» находится так далеко, что кажется незначительным. Конечный размер солнца также заставляет теневые (полностью затененные) части тени сходиться и в конечном итоге сужаться. Сужение накладывает ограничения на длину тени. Это Земли более миллиона миль. Высота высокой горы может быть от двухсот до трехсот миль. Треугольные тени не видны от объектов, намного меньших, чем горы, потому что их тени недостаточно длинные.

На другой странице написано:

Тени гор на восходе и закате — это безмерно длинные туннели неосвещенного воздуха, на самом деле сумеречные лучи .

С вершины эффект перспективы почти всегда делает тень треугольной, независимо от профиля горы. Вы стоите на верхнем краю затененного туннеля и смотрите на его длину, которая может достигать сотни миль. Только конец тени несет много информации о форме горы, и он так далеко и в любом случае размыт угловым разбросом солнечных лучей на 0,5º, что едва виден.

Чтобы уточнить «неосвещенный воздух», как ответ на ваше «Кажется, нет никаких облаков или чего-то еще», воздух сам отражает свет, что очевидно ночью, когда темно. Его также можно увидеть в тени земли, когда солнце восходит на ясном небе, темно-синий цвет часто отделяется от розового/оранжевого восхода и заката. Таково было начало и конец суток в древних календарях с переменным часом.

Интересно. Самые простые вещи часто оказываются сложнее, чем вы можете себе представить. Хороший ответ
Кроме того, гора Шаста ОГРОМНА и очень плоская. Вы можете увидеть это с водопада Кламат, который находится на расстоянии более 80 миль.
Также на заметку о том, что воздух отражает свет: вот что вызывает периоды сумерек . Солнце на самом деле не видно, потому что оно находится за горизонтом, но небо освещено его светом в верхних слоях атмосферы, отражающимся обратно вниз.
Солнце было позади вопрошающего. Горные тени — это противосумеречные лучи, а не сумеречные лучи.
Было бы точнее сказать, что воздух рассеивает часть света, а не отражает его. Часть этого рассеянного света рассеивается назад. То же самое верно и для эффекта сумерек, упомянутого @jpmc26.
"Конечный размер солнца..." - если бы солнце имело бесконечную протяженность (скажем, если бы оно казалось бесконечной плоскостью), выпуклые объекты не имели бы теней, не так ли? (Или это должно быть «ненулевым» значением «конечного»?)
@senshin В том смысле, что это не точечный источник.
Технически это противосумеречные лучи .

Почему тень должна отбрасываться на что-то?

Посмотрите на эту фотографию, сделанную на закате:

введите описание изображения здесь

Что это за тёмно-синяя полоса на горизонте?

Ответ: тень самой Земли :

введите описание изображения здесь

В некотором смысле мы можем сказать, что само ночное небо является результатом отбрасывания тени Земли на небо (подумайте об этом).

По сути, когда вы стоите на вершине горы, вы видите часть неба, на которой уже ночь. Эффект еще более заметен на других изображениях, например на этом:

введите описание изображения здесь

Небо не полностью темное в конусе тени из-за рассеяния от атмосферы, окружающей конус, поэтому оно сохраняет этот оранжевый или голубоватый цвет, в зависимости от того, в какое время был сделан снимок.

Я привожу (полностью профессиональный) набросок, иллюстрирующий это явление:

введите описание изображения здесь

Обновление: роль атмосферы

Похоже, мой ответ был слишком синтетическим, и роль атмосферы была не столь ясна. Это моя вина, поэтому я хотел бы уточнить этот момент.

Наличие атмосферы является основополагающим для явления. На самом деле, если бы атмосферы не было, мы бы увидели абсолютно черное небо, как мы все знаем, увидев фотографии, сделанные с Луны . Атмосфера и, в частности, явление рэлеевского рассеяния определяют цвет неба.

В основном происходит то, что молекулы воздуха, попадающие под световые лучи солнца, рассеивают их с интенсивностью, пропорциональной обратной четвертой степени длины волны. я λ 4 : поскольку голубоватый имеет более короткую длину волны, чем зеленоватый, красноватый и т. д., небо получается голубым (так почему же закаты красные? ).

На часть атмосферы в теневом конусе горы не попадают прямые солнечные лучи, а только свет, рассеянный атмосферой за пределами теневого конуса. Это означает, что цвет атмосферы в конусе будет точно таким же, как и цвет вне конуса, только намного темнее.

Итак, в определенном смысле можно сказать, что тень отбрасывается на саму атмосферу.

Мой реторический вопрос ( Почему тень должна отбрасываться на что-то? ), возможно, вводил в заблуждение, но я имел в виду только то, что тень не отбрасывается на твердый предмет или на облако.

Я думаю, что этот ответ вводит в заблуждение. Тень не была бы видна, если бы вокруг не было материи, отражающей свет сзади. Так что в этом смысле тень должна отбрасываться на что-то. Это в равной степени верно для всех приведенных здесь примеров.
Атмосфера не в счет? В других ответах говорилось, что само небо несет ответственность за наличие облаков или их отсутствие.
@LuisMasuelli, я обновил ответ, чтобы прояснить этот момент.
@Thriveth, ты прав, я был слишком неоднозначен. Я обновил свой ответ, чтобы прояснить этот момент.

На что падает эта тень? Солнце было прямо позади меня, когда я делал снимок, и кажется, что оно отбрасывает тень на... само небо?

Это объемная тень самой горы, отбрасываемая на само небо. Гора не обязательно нужна. Иногда даже немного дыма может создать красивую объемную тень:

Объемная тень от струи
Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Vapour_shadow.jpg


Даже лучше,

Тень шлейфа шаттла указывает на Луну
Источник: https://apod.nasa.gov/apod/ap111127.html .

Примечание. Яркий белый объект на изображении выше — это почти полная Луна, а не Солнце.


Ближе к заданному вопросу,


Источник: https://apod.nasa.gov/apod/ap110705.html .

Объяснение из Astronomy Picture of the Day (выделено мной):

Сам вулкан Тейде не имеет строго пирамидальной формы, как можно было бы предположить по его геометрической тени. Тем не менее, феномен треугольной тени не уникален для горы Тейде и обычно виден с вершин других больших гор и вулканов. Основная причина странной темной формы заключается в том, что наблюдатель смотрит вниз по длинному коридору закатной (или восходящей) тени, простирающейся до горизонта. Даже если бы огромный вулкан был идеальным кубом, а результирующая тень была длинной прямоугольной коробкой, казалось бы, эта коробка сужается кверху, а тень уходит далеко вдаль, как это делают параллельные железнодорожные пути .

Классные фотки, особенно последняя!
@ valerio92 -- Личное предпочтение: мне нравится второй.

Обычный и простой ответ: да, само небо. Неосвещенное небо черное, цвет неба исходит от рассеяния солнечного света. Таким образом, темные части - это те, где уже ночь (они не видят солнца, потому что гора мешает), в остальных еще вечер.