Почему мы не видим звезды днем. Почему не видно звезд

Чистое звездное небо – это зрелище невероятной красоты. Однако, учитывая то, что наблюдать его мы имеем возможность достаточно часто, мы стали забывать об этом. Впрочем, сегодняшний вопрос, который мы ставим на повестку дня, заключается в том, почему днем звезды не видны.

Почему мы не видим звезды днем

Разумеется, в дневное время Земля не отворачивается от звезд, и не заставляет их таким образом исчезнуть. Звезды находятся повсюду, их миллионы, однако, как известно, находятся они далеко.

Несмотря на то, что Солнце – это тоже звезда, а также на тот факт, что многие из тех звезд, которые мы можем наблюдать в ночном небе, светят намного сильнее Солнца, их свет доходит до нас не таким ярким.

Именно поэтому, в то время, когда на одном из Земных полушарий наблюдается день, в связи с тем, что оно повернуто к Солнцу, свет нашего естественного светила является более сильным, чем излучение, исходящее от любой из видимых нам звезд. Звезды в небе остаются, однако их свет «заглушается» освещением, которое создается Солнцем.

Возможно, подобное объяснение может стать достаточно сложным для понимания, однако, используя простую аналогию, можно предельно просто пояснить природу такого явления, при котором звезды днем не видны. Представьте себе обычный фонарик и вспомните, насколько хорошо с помощью такого приспособления можно осветить улицу или помещение в ночное время, в полной темноте.

Однако включите этот фонарик на улице в дневное время или же в хорошо освещенном помещении. Едва ли вы заметите хоть какие-либо следы от его света.

Аналогичная ситуация происходит и в космических масштабах: когда Земля поворачивается и на одном из её полушарий наступает ночь, люди с поверхности нашей планеты имеют возможность наблюдать звездное небо. Когда же на данном полушарии вновь наступает день, и Солнце освещает все уголки поверхности планеты, звезды становятся недоступны для наших взглядов, ведь мощность солнечных лучей намного выше чем, сила свечения многочисленных звезд.

Можно ли увидеть звезды днем и как это сделать

Стоит также отметить, что способы увидеть звезды днем существуют. Однако для этого необходимо использовать соответствующее оборудование. Речь идет о специальных телескопах, способных показывать изображение в радиодиапазоне. С помощью такого оборудования можно увидеть звезды даже в светлое время суток. Однако это условие касается лишь сверхновых звезд.

Наша Вселенная состоит из нескольких триллионов галактик. Солнечная система находится внутри достаточно крупной галактики, общее количество которых во Вселенной ограничено несколькими десятками миллиардов единиц.

В нашей галактике содержится 200-400 миллиардов звезд. 75% из них тусклые красные карлики, и лишь несколько процентов звезд в галактике похожи на желтые карлики, спектральному типу звезд, к которому принадлежит и наше . Для земного наблюдателя наше Солнце находится в 270 тысяч раз ближе ближайшей звезды (). В тоже время светимость уменьшается прямо пропорционально убыванию расстояния, поэтому видимая яркость Солнца на земном небе на 25 звездных величин или в 10 миллиардов раз больше видимой светимости ближайшей звезды (). В связи с этим из-за ослепительного света Солнца на дневном небе не видны звезды. Похожая проблема встречается при попытках сфотографировать экзопланеты у близких звезд. Кроме Солнца днем можно увидеть , Международную космическую станцию (МКС) и вспышки спутников первого созвездия Иридиум. Это объясняется тем, что Луна, некоторые и ИСЗ (искусственные спутники Земли) на земном небе выглядят гораздо ярче самых ярких звезд. К примеру, видимый блеск Солнца равен -27 звездных величин, у Луны в полной фазе -13, у вспышек спутников первого созвездия Иридиум -9, у МКС -6, у Венеры -5, у Юпитера и Марса -3, у Меркурия -2, у Сириуса (ярчайшей звезды) -1.6.

Шкала звездных величин видимого блеска различных астрономических объектов является логарифмической: разница в видимом блеске астрономических объектов на одну звездную величину соответствует разнице в 2,512 раз, а разница в 5 звездных величин соответствует разнице в 100 раз.

Почему не видно звезд в городе?

Кроме проблем наблюдения звезд на дневном небе существует проблема наблюдения звезд на ночном небе в населенных пунктах (вблизи крупных городов и промышленных предприятий). Световое загрязнение в этом случае вызвано искусственным излучением. Примером такого излучения можно назвать уличное освещение, подсвеченные рекламные плакаты, газовые факелы промышленных предприятий, прожекторы развлекательных мероприятий.

В феврале 2001 года любитель астрономии из США Джон Э.Бортль создал световую шкалу для оценки светового загрязнения неба и опубликовал её в журнале Sky&Telescope. Эта шкала состоит из девяти делений:

1. Абсолютно темное небо

При таком ночном небе на нём не только отчетливо виден , но отдельные облака Млечного Пути отбрасывают ясные тени. Также в деталях виден и зодиакальной свет с противосиянием (отражение солнечного света от пылинок находящихся по другую сторону от линии Солнце-Земля). На небе невооруженным глазом видны звезды до 8 звездной величины, фоновая яркость неба составляет 22 звездных величины на квадратную угловую секунду.

2. Натуральное темное небо

При таком ночном небе на нем отлично виден Млечный Путь в деталях и зодиакальный свет вместе с противосиянием. Невооруженный глаз показывает звезды с видимой яркостью до 7.5 звездных величин, фоновая яркость неба близка к 21.5 звездной величине на квадратную угловую секунду.

3. Сельское небо

При таком небе зодиакальный свет и Млечный путь продолжает быть хорошо видимым с минимумом деталей. Невооруженный глаз показывает звезды до 7 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 21 звездной величине на квадратную угловую секунду.

4. Небо переходной местности между деревнями и пригородами

При таком небе Млечный Путь и зодиакальный свет продолжает быть видимым с минимум деталей, но лишь частично - высоко над уровнем горизонта. Невооруженный глаз показывает звезды до 6.5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 21 звездной величине на квадратную угловую секунду.

5. Небо окрестностей городов

При таком небе, зодиакальный свет и Млечный Путь видны крайне редко, в идеальных погодных и сезонных условиях. Невооруженный глаз показывает звезды до 6 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 20.5 звездной величине на квадратную угловую секунду.

6. Небо пригородов городов

При таком небе, зодиакальный свет не наблюдается ни при каких условиях, а Млечный путь с трудом просматривается только в зените. Невооруженный глаз показывает звезды до 5.5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 19 звездной величине на квадратную угловую секунду.

7. Небо переходной местности между пригородами и городами

На таком небе, ни при каких условиях не наблюдается ни зодиакальный свет, ни Млечный путь. Невооруженный глаз показывает звезды только до 5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 18 звездной величине на квадратную угловую секунду.

8. Городское небо

На таком небе невооруженным глазом можно заметить лишь несколько самых ярких рассеянных звездных скоплений. Невооруженный глаз показывает звезды только до 4.5 звездной величины, фоновая яркость неба меньше 18 звездных величин на квадратную угловую секунду.

9. Небо центральной части городов

На подобном небе из звездных скоплений можно увидеть лишь . Невооруженный глаз в лучшем случае показывает звезды до 4 звездной величины.

Световое загрязнение от жилых, индустриальных, транспортных и других объектов экономики современной человеческой цивилизации приводит к необходимости создания крупнейших астрономических обсерваторий в высокогорных районах, которые максимально отдалены от объектов экономики человеческой цивилизации. В этих местах соблюдаются специальные правила по ограничению уличного освещения, минимальному движению транспорта ночью, строительству жилых домов и транспортной инфраструктуры. Похожие правила действуют в специальных охранных зонах старейших обсерваторий, которые расположены вблизи крупных городов. К примеру, в 1945 году в радиусе 3 км вокруг Пулковской обсерватории вблизи Санкт-Петербурга была организована защитная парковая зона, в которой было запрещено крупное жилищное или промышленное производство. В последние годы участились попытки организации строительства жилых зданий в этой защитной зоне в связи с высокой стоимостью земли вблизи одного из крупнейших мегаполисов России. Похожая ситуация наблюдается вокруг астрономических обсерваторий в Крыму, которые находятся в регионе крайне привлекательном для туризма.

На изображении от NASA хорошо видно, что наиболее сильно освещены районы Западной Европы, восточной части континентальной части США, Японии, прибрежной части Китая, Ближнего Востока, Индонезии, Индии, южного побережья Бразилии. С другой стороны минимальное количество искусственного света характерно для полярных областей (особенно Антарктиды и Гренландии), районов Мирового океана, бассейнов тропических рек Амазонка и Конго, высокогорного Тибетского плато, пустынных районов северной Африки, центральной части Австралии, северных районов Сибири и Дальнего Востока.

В июне 2016 года в журнале Science было опубликовано подробное исследование по теме светового загрязнения различных регионов нашей планеты (“The new world atlas of artificial night sky brightness“). Исследование показало, что более 80% жителей планеты и более 99% жителей США и Европы живут в условиях сильного светового загрязнения. Больше трети жителей планеты лишены возможности наблюдать Млечный Путь, среди них 60% европейцев и почти 80% североамериканцев. Экстремальное световое загрязнение характерно для 23% земной поверхности между 75 градусами северной широты и 60 градусами южной широты, а также для 88% поверхности Европы и почти половины поверхности США. Кроме того в исследование отмечается, что энергосберегающие технологии по переводу уличного освещения с ламп накаливания на светодиодные лампы приведет к росту светового загрязнения примерно в 2.5 раза. Это связано с тем, что максимум светового излучения светодиодных ламп с эффективной температурой в 4 тысячи Кельвинов приходится на синие лучи, где сетчатка человеческого глаза обладает максимальной светочувствительностью.

Согласно исследованию максимальное световое загрязнение наблюдается в дельте Нила в районе Каира. Это обусловлено чрезвычайно высокой плотностью населения египетского мегаполиса: 20 миллионов жителей Каира живут на площади в половину тысячи квадратных километров. Это означает среднюю плотность населения в 40 тысяч человек на квадратный километр, что примерно в 10 раз больше средней плотности населения в Москве. В некоторых районах Каира средняя плотность населения превышает 100 тысяч человек на квадратный километр. Другие области с максимальной засветкой находятся в областях городских агломераций Бонн-Дортмунд (вблизи границы между Германией, Бельгией и Нидерландами), на Паданской равнине в северной Италии, между городами США Бостон и Вашингтон, вокруг английских городов Лондон, Ливерпуль и Лидс, а также в районе азиатских мегаполисов Пекин и Гонконг. Для жителей Парижа необходимо проехать как минимум 900 км до Корсики, центральной Шотландии или провинции Куэнка в Испании, чтобы увидеть темное небо (уровень светового загрязнения меньше 8% от естественного освещения). А чтобы жителю Швейцарии увидеть чрезвычайно темное небо (уровень светового загрязнения меньше 1% от естественного освещения), то ему придется преодолеть уже более 1360 км до северо-западной части Шотландии, Алжира или Украины.

Максимальная степень отсутствия темного неба характерна для 100% территории Сингапура, 98% территории Кувейта, 93% Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), 83% Саудовской Аравии, 66% Южной Кореи, 61% Израиля, 58% Аргентины, 53% Ливии и 50% Тринидад и Тобаго. Возможность наблюдать Млечный Путь отсутствует у всех жителей небольших государств Сингапур, Сан-Марино, Кувейт, Катар и Мальта, а также у 99%, 98% и 97% жителей ОАЭ, Израиля и Египта соответственно. Странами с наибольшей долей территории, где отсутствует возможность наблюдать Млечный Путь, являются Сингапур и Сан-Марино (по 100%), Мальта (89%), Западный берег (61%), Катар (55%), Бельгия и Кувейт (по 51%), Тринидад и Тобаго, Нидерланды (по 43%) и Израиль (42%).

С другой стороны минимальным световым загрязнением отличаются Гренландия (лишь 0.12% её территории обладает засвеченным небом), Центральноафриканская Республика (ЦАР) (0.29%), тихоокеанская территория Ниуэ (0.45%), Сомали (1.2%) и Мавритания (1.4%).

Несмотря на продолжающийся рост мировой экономики вместе с увеличением энергопотребления наблюдается и рост астрономической образованности населения. Ярким примером этого стала ежегодная международная акция “Час Земли” по выключению света большинством населения в последнюю субботу марта. Первоначально эта акция была задумана Всемирным фондом дикой природы (WWF), как попытка популяризации энергосбережения и снижения выбросов парниковых газов (борьба с глобальным потепление). Однако вместе с тем приобрел популярность и астрономический аспект акции - стремление сделать небо мегаполисов более приспособленным для любительских наблюдений хотя бы на непродолжительное время. Впервые акция была осуществлена в Австралии в 2007 году, а уже в следующем году она получила распространение во всём мире. С каждым годом в акции принимает всё большее число участников. Если в 2007 году в акции участвовало 400 городов 35 стран мира, то в 2017 году участвовали уже более 7 тысяч городов 187 стран мира.

Вместе с тем можно отметить минусы акции, которые заключаются в повышенном риске аварий в энергосистемах мира по причине резкого одновременного выключения и включения огромного количества электроприборов. Кроме того статистика говорит о сильной корреляции отсутствия уличного освещения с ростом травматизма, уличной преступности и другими чрезвычайными происшествиями.

Почему не видно звезд на снимках с МКС?

На снимке хорошо видны огни Москвы, зеленоватое свечение полярного сияния на горизонте, и отсутствие звезд на небе. Огромная разница между яркостью Солнца и даже наиболее яркими звездами приводит к невозможности наблюдения звезд не только на дневном небе с поверхности Земли, но и из космоса. Этот факт хорошо показывает, насколько велика роль “светового загрязнения” от Солнца по сравнению с влиянием земной атмосферы на астрономические наблюдения. Тем не менее, факт отсутствия звезд на снимках неба при пилотируемых полетах к Луне стал одним из ключевых “доказательств” конспирологической теории об отсутствии полетов астронавтов NASA на Луну.

Почему не видно звезд на снимках Луны?

Если разница между видимой светимостью Солнца и ярчайшей звезды - Сириус на земном небе составляет около 25 звездных величин или 10 миллиардов раз, то разница между видимой светимостью полной Луны и яркостью Сириуса уменьшается до 11 звездных величин или примерно в 10 тысяч раз.

В связи с этим наличие полной Луны не приводит к исчезновению звезд на всём ночном небе, а лишь затрудняет их видимость вблизи лунного диска. Тем не менее, одним из первых способов измерения диаметра звезд стало измерение длительности покрытия лунным диском ярких звезд зодиакальных созвездий. Естественно такие наблюдения стремятся проводить при минимальной фазе Луны. Похожая проблема обнаружения тусклых источников вблизи яркого источника света существует при попытках сфотографировать планеты у близких звезд (видимая яркость аналога Юпитера у близких звезд за счет отраженного света составляет примерно 24 звездных величин, а у аналога Земли лишь около 30 звездных величин). В связи с этим пока астрономам удается сфотографировать лишь молодые массивные планеты при наблюдениях в инфракрасном диапазоне: молодые планеты сильно разогреты после процесса планетообразования. Поэтому, чтобы научиться обнаруживать экзопланеты у близких звезд, для космических телескопов разрабатываются две технологии: коронография и нуль-интерферометрия. По первой из технологий яркий источник закрывается затменнным диском (искусственное затмение), по второй технологии свет яркого источника “обнуляется” с помощью специальных методик интерференции волн. Ярким примером первой технологии стала , которая с 1995 года из первой точки либрации занимается мониторингом солнечной активности. На снимках 17-градусной коронографической камеры этой космической обсерватории видны звезды до 6 звездной величины (разница в 30 звездных величин или в триллион раз).

В 2013 году в астрономии произошло удивительное событие. Учёные увидели свет звезды, которая взорвалась… 12 000 000 000 лет назад, в Тёмные Века Вселенной - так в астрономии называют временной отрезок длительностью в один миллиард лет, прошедший после Большого Взрыва.


Когда звезда умерла, нашей Земли ещё не существовало. И лишь теперь земляне увидели её свет - миллиарды лет блуждавший по Вселенной, прощальный.

Почему звёзды светятся?

Звёзды светятся по причине своей природы. Каждая звезда - это массивный шар из газа, который удерживается гравитацией и внутренним давлением. Внутри шара идут интенсивные реакции термоядерного синтеза, температура - миллионы кельвинов.

Такое строение и обеспечивает чудовищное сияние космического тела, способное преодолеть не только триллионы километров (до ближайшей от Солнца звезды Проксима Центавры - 39 триллионов километров), но и миллиарды лет.

Самые яркие звёзды, наблюдаемые с Земли, - Сириус, Канопус, Толиман, Арктур, Вега, Капелла, Ригель, Альтаир, Альдебаран, другие.


От яркости звёзд напрямую зависит их видимый цвет: всех превосходят по силе излучения звёзды голубые, за ними следуют бело-голубые, белые, жёлтые, жёлто-оранжевые и оранжево-красные.

Почему звёзды не видны днём?

Всему виной - ближайшая к нам звезда Солнце, в систему которой и входит Земля. Хотя Солнце не самая яркая и не самая большая звезда, расстояние между ней и нашей планетой настолько незначительно с точки зрения космических масштабов, что солнечный свет буквально заливает Землю, делая невидимым всё прочее слабое свечение.

Для того чтобы воочию убедиться в сказанном выше, можно провести простой опыт. Проделайте в картонной коробке дырки, а вовнутрь пометите источник света (настольную лампу или фонарик). В тёмной комнате дыры станут светиться как маленькие подобия звёзд. А теперь «включите Солнце» - верхний комнатный свет - «картонные звёзды» исчезнут.


Это упрощённый механизм, полностью объясняющий тот факт, что днём нам не виден звёздный свет.

Видны ли звёзды днём со дна шахт, глубоких колодцев?

Днём звёзды, хоть и не видны, всё так же на небе - они, в отличие от планет, статичны и всегда находятся в одной и той же точке .

Существует легенда, что дневные звёзды можно увидеть со дна глубоких колодцев, шахт и даже высоких и достаточно широких (чтобы поместился человек) печных труб. Она считалась правдой рекордное количество лет - от Аристотеля, древнегреческого философа, жившего в IV веке до н. э., до Джона Гершеля, английского астронома и физика XIX века.

Казалось бы: что проще - слезь в колодец и проверь! Но по какой-то причине легенда жила, хотя оказалась ложной абсолютно. Звёзд из глубины шахты не видно. Просто потому, что для этого нет никаких объективных условий.

Возможно, причина появления столь странного и живучего утверждения - опыт, предложенный Леонардо да Винчи. Чтобы увидеть реальный образ звёзд, наблюдаемый с Земли, он делал маленькие отверстия (размером со зрачок или меньше) в листе бумаги и прикладывал к глазам. Что он видел? Крошечные светящиеся точки - без дрожания и «лучей».

Оказывается, лучистость звёзд - заслуга строения нашего глаза, в котором хрусталик искривляет свет, обладая волокнистым строением. Если мы смотрим на звёзды через малое отверстие, мы пропускаем в хрусталик такой тонкий луч света, что он проходит через центр, почти не искривляясь. И звёзды предстают в истинном обличии - как крошечные точки.

Венера.
Когда алеет восток и небо светлеет, число звезд на нем уменьшается. И наоборот: когда вечером начинает темнеть, их становится на небе все больше и больше. Звезду, которая утром гаснет позже других, а вечером первая появляется на небосводе, называют утренней или вечерней звездой. В обоих случаях речь идет об одном и том же небесном теле - планете Венера, которая видна на небе иногда утром, а иногда вечером. Близкий спутник Солнца, она кажется особенно яркой, когда находится на минимальном расстоянии от Земли. В этом случае блеск Венеры, выраженный в звездных единицах, равен - 4. Среди неподвижных звезд наиболее яркой является Сириус, в созвездии Большого Пса (звездная величина-1,5). Отсюда следует, что Венера ярче Сириуса в десять раз. Венеру, издревле называемую в Китае «Тайбо» («Большое Светило»), в хорошую погоду можно видеть среди белого дня. О других небесных телах этого не скажешь. Известны только два случая наблюдения так называемой новой звезды. Об одной из них, прозванной «Звездой-гостьей», есть сведения в китайских летописях (1054 г.), другую обнаружил в 1572 г. датский астроном Т. Браге. Речь идет о взрыве звезд, яркость которых при этом сильно возрастает. Например, звезда Тихо Браге по яркости сравнялась с Венерой, «Звезда-гостья» из китайских летописей превысила ее в четыре раза. При такой яркости звезду можно наблюдать и днем, в других случаях ее в это время не видно.
Почему небо светлое?
Конечно, можно было бы сказать, что днем звезды не видны на небе потому, что в это время небо светлое. Однако тогда возникает вопрос: почему днем небо светлое? Иначе говоря, почему днем можно видеть только такую яркую звезду, как планета Венера. Свет приходит к нам на Землю от Солнца. Потому оно нам кажется ярким. По этой же причине все остальное должно казаться нам темным. И действительно, как свидетельствуют космонавты, принимавшие участие в полете космического корабля «Аполлон» на Луну, хотя Солнце и блестит ярко, но небо темное и на его фоне видны звезды. Кажется вполне естественным, что с восходом Солнца небо светлеет, так как тогда оно светится отраженным светом. В противном случае небо было бы черным и на нем были бы видны звезды.
Любое физическое тело светится потому, что оно либо само излучает свет, либо отражает свет другого источника. Земная атмосфера света не излучает, а небо светлое потому, что, световые лучи отражаются от нее.
Дым и облака.
Свет распространяется вдоль прямой линии и, встретив на своем пути преграду, отражается. Когда преграда прозрачна, часть света преломляется и проходит сквозь нее. Поскольку при падении на такое прозрачное тело, как вода, при наличии ряби на ее поверхности свет рассеивается и преломляется под разными углами, то невозможно судить о форме его источника. В частности, когда преграда состоит из множества мелких частиц и, следовательно, ее поверхность шероховата, то преломление и отражение света носит случайный, неупорядоченный характер. Поэтому такое тело кажется светлым.
Облака состоят из мельчайших капелек коды и кусочков льда, а поэтому в данном случае ситуация несколько меняется. Обычно облако кажется светлым, но иногда видна радуга. Причина этого кроется в том, что угол преломления различен для световых лучей разного цвета. Кстати, так называемое «гало» вокруг Солнца и Луны имеет ту же природу.
Рассеяние света.
Физическое тело, например дым, состоящее из совокупности микрочастиц, при отражении от него света кажется светлым. При этом нельзя ничего сказать о форме самих частиц. В общем случае рассеянием света называют явление беспорядочного его отражения от частиц жидкости или твердого тела.
Человеческий глаз может различать яркие и темные предметы на фоне поступающего в него светового потока. Днем трудно увидеть пыль, находящуюся в воздухе комнаты. Если же комнату хорошо затемнить и пустить внутрь луч света, то благодаря рассеянию света будут видны маленькие пылинки. Они отражают свет и указывают направление его распространения.

Вообще говоря, наблюдая за лучом света под прямым углом к направлению его распространения, никакой информации получить о нем нельзя. Например, наблюдая со стороны, как это показано на рис. 9.1, мы не сможем сказать, проходит ли параллельный пучок света сквозь черный ящик или нет. Это действительно нельзя сделать, если в ящике вакуум. Если же впустить в ящик.немного воздуха, то путь распространения света слегка засветится. Это объясняется рассеянием света на мельчайших частицах, парящих в воздухе. По той же причине в воздухе видна пыль, со стороны виден свет фар автомобиля или трамвая.
Издалека над Токио ночью видно сияние. Бывают случаи, когда светятся облака, причем это случается и днем. Объяснение этого явления следует искать в рассеянии света, испускаемого различными его источниками, расположенными на улицах города, на летающих в воздухе частицах дыма и пыли.
Почему небо голубое?
Солнце излучает свет во все стороны. Часть излучения попадает в атмосферу Земли и в каждой ее точке рассеивается так, как показано штриховыми линиями на рис. 9.2. Поэтому небо кажется нам светлым.

Однако возникает вопрос: на чем рассеивается свет? Считается, что на частицах пыли, которой очень много в атмосфере. На это можно возразить, что, например, в стратосфере такого большого количества твердых частиц нет. С борта реактивного самолета на высоте десяти километров видно, что небо немного темнее, но все же остается голубым. Молекулы воздуха двигаются хаотически, а поэтому в любой момент времени их положение в пространстве абсолютно разупорядоченное. На практике расположить точки чисто случайным образом очень трудно. Дело в том, что при выполнении этого задания человек неизбежно придерживается некоторого порядка. На рис. 9.3 в виде абсциссы и ординаты некоторой точки представлено множество случайных чисел, полученных сравнительно простым образом. Как следует из этого рисунка, в определенный момент времени молекулы то собираются вместе, то разбегаются в разные стороны, в результате чего свет рассеивается на этих неоднородностях плотности воздуха, как на микрочастицах.

Рассеяние света микрочастицами исследовал Дж. Релей. Он показал, что интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны света. Такое рассеяние света получило название релеевского.
То же самое можно сказать о рассеянии света частицами, размеры которых малы по сравнению с длиной волны света. Таким образом можно объяснить цвет дыма. Между прочим, релеевское рассеяние света возникает и в случае частиц атмосферы из-за беспорядочного движения молекул. Поскольку сильнее всего в атмосфере рассеивается свет с короткой длинной волны, т. е. голубой, то цвет неба кажется голубым.
На твердых частицах, размеры которых сравнимы с длиной волны света, сильно рассеивается также свет, имеющий большую длину волны, Поэтому рассеянней свет не очень отличается от падающего, солнечного. По этой причине небо над горизонтом или над городом кажется белесым.
Слабым рассеянием света с большой длиной волны на микроскопических объектах объясняется покраснение диска восходящего и заходящего Солнца. На большой высоте над Землей интенсивность рассеянного света уменьшается и небо чернеет; на высоте 100 км от поверхности Земли оно даже днем кажется черным, при этом на его фоне, отчетливо видны звезды.
Рассеянный земной атмосферой свет распространяется и в космическое пространство, поэтому из космоса Земля кажется голубой.
Почему днем звезд на небе не видно?
Ответ на этот вопрос следующий. Свет, приходящий от звезд, слаб по сравнению с сиянием голубого неба. Радужная оболочка человеческого глаза выполняет роль диафрагмы, диаметр зрачка меняется в зависимости от интенсивности света. Так как размер зрачка определяется суммарной освещенностью глаза, то при его уменьшении под влиянием сияния голубого неба на сетчатку попадает ничтожно малое количество света от звезд.
То же можно сказать и в отношении нашего слухового восприятия. В тишине мы слышим слова, сказанные шепотом. И наоборот, в шумном месте нам не удается расслышать даже громкий окрик. Сияние голубого неба соответствует шуму, на фоне которого теряется слабый свет звезды.
Наблюдение звезд из-под земли.
Если днем через маленький зрачок в глаз попадает много света и поэтому звезд не видно, то естественно спросить: нельзя ли в таком случае их наблюдать через длинное отверстие из затемненной комнаты? Например, можно было бы вести наблюдения за небом сквозь проделанное в земле узкое отверстие из подвального помещения, как это показано на рис. 9.4.

Большая часть небесного свечения, отражаясь многократно от стенок отверстия, в конце концов поглотится ими и только прямые лучи достигнут подвала и, следовательно, человеческого глаза. Так как в подвале полная темнота, то условия таковы, как будто наблюдение звезд ведется темной ночью.
Как уже говорилось ранее, размеры удаленного предмета характеризуют видимым диаметром. Если длина отверстия равна 100 м, то соотношение между фактическим диаметром отверстия и видимым из подвального помещения представляется табл. 9.1.

Таблица 9.1. Видимый диаметр и яркость отверстия длиной 100м

Диаметр отверстия,мм	Видимый диаметр отверстия	Яркость отверстия(в звездных величинах)
0,71	1,47	4
1,13	2,33	3
1,79	3,69	2
2,83	5,85	1
4,49	9,27	0
7,12	14,69	-1
11,28	23,28	-2
17,89	36,90	-3
28,34	58,48	-4
44,92	92,69	-5
71,20	146,9	-6
112,8	232,8	-7
178,9	369	-8

Поскольку известна яркость полуденного неба, то можно рассчитать яркость отверстия, видимого из-под земли, и выразить в единицах звездной величины. В табл. 9.2 приведены значения видимых диаметров и яркостей Солнца, Луны и планет. Таблица 9.2. Видимый диаметр и максимальная яркость Солнца, Луны и планет Солнечной системы

Небесное тело	Видимый диаметр	Максимальная яркость(в звездных величинах)
Солнце	31"59""	-26,8
Луна	31"5""	-12,5
Меркурий	11,88""	-1,9
Венера	1"0,36""	-4,4
Марс	17,88""	-2,8
Юпитер	46,86""	-2,5
Сатурн	19,52""	-0,4
Уран	3,6""	5,6
Нептун	2,38""	7,9
Плутон	0,24""	14,9

Предположим теперь, что положение планет на" небе позволяет наблюдать их из подвального помещения. В качестве объекта наблюдения выберем планету Сатурн, яркость которой днем максимальна и равна - 0,4. Так как отверстие с видимым диаметром 14" 69" ярче Сатурна, то даже в случае равенства их видимых диаметров планету нельзя будет увидеть. То же самое можно сказать и о Юпитере, видимый диаметр которого 46" 86": сквозь отверстие с видимым диаметром 36" 90" он также останется невидимым. Совсем бесполезно рассматривать с помощью этого метода Уран, который даже ночью не виден невооруженным глазом.
Таким образом, для подобного метода наблюдения подходят только Меркурий, Венера и Марс, но поскольку Земля вращается и, следовательно, время нахождения наблюдаемой планеты в пределах отверстия равно одной секунде, то практическое использование его становится чрезвычайно трудным.
Наблюдение небесных тел с помощью телескопа.
Такая неподвижная звезда, как Сириус (звездная величина -1,5), ярче отверстия с видимым диаметром 14"69". Неподвижные звезды с намного меньшими видимыми диаметрами и менее яркие, чем Сириус, могли бы быть видны и сквозь более узкие отверстия. Однако это становится невозможным из-за того, что видимый диаметр дифракционного изображения хотя и мал, но все же равен 40".
Вместо того чтобы наблюдать за небом из-под земли сквозь отверстие, воспользуемся лучше телескопом. Как уже отмечалось ранее, размеры неподвижной звезды, наблюдаемой в телескоп, определяются не их видимым диаметром, а величиной дифракционного изображения. Если апертуру телескопа D выразить в сантиметрах, то видимый диаметр дифракционного круга равен 27/D, а это значит, что в случае телескопа с апертурой 22 см он составит 1/23"/. Как видно из рис. 9.5, соответствующая яркость неба немного меньше яркости звезд четвертой звездной величины. Это значит, что менее яркие звезды в такой телескоп не видны.

При увеличении апертуры телескопа размеры дифракционного изображения звезды уменьшаются, и поэтому становится возможным наблюдение за менее яркими звездами. Конечно, при этом уменьшается дифракционное изображение, но видимый диаметр звезды не может быть меньше 1". Дело в том, что даже при спокойной погоде воздух колеблется, вследствие чего световые лучи, идущие от звезд, слегка изгибаются, беспрерывно изменяя направление своего распространения в пределах угла 1". Известное мерцание звезд объясняется именно этим движением атмосферного воздуха, которое при наличии воздушных потоков значительно усиливается и увеличивает видимый диаметр звезд до нескольких угловых секунд.
Так как при увеличении апертуры телескопа нельзя добиться наблюдения звезд с видимым диаметром, меньшим 1"", то ясно, что при значениях апертуры, превышающих 30 см, Не удастся увидеть звезды, яркость которых соответствует звездным величинам, превышающим 4. На рис. 9.5 приведены данные, принадлежащие Симоясу, Сайто и Камита, по яркости неба в течение суток и условиям наблюдения звезд. Его яркость позволяет наблюдать звезды с видимым диаметром 1" и соответствует звездной величине 22,5. Это значит, что с помощью телескопа, имеющего апертуру 30 см, можно увидеть только такие и более яркие звезды. В любом случае видимый диаметр звезды не будет больше 1", поэтому менее яркие звезды останутся недоступными нашему глазу. Более того, рассеянный свет большого города помешает увидеть и более яркие звезды.

Исследование. ЯРКОСТЬ ЗВЕЗД.

В древности звезды делили на шесть классов: наиболее яркие относили к первому, а едва видимые невооруженным глазом - к шестому. Позже, когда люди научились измерять их яркость, выяснилось, что звезды первого класса превышают по яркости звезды шестого класса примерно в 100 раз. Поэтому начали считать, что увеличение относительной яркости в 2,512 раза (2,512 = у 5√100) эквивалентно уменьшению звездной величины на единицу. Это соотношение называется формулой Погсона. На ее основе определены звездные величины и более слабых звезд. Отсюда следует, что при наблюдении неба из подвального помещения увеличение видимого диаметра отверстия в 10 раз позволяет увеличить звездную величину видимых глазом звезд на 5 единиц.
Звездные величины определяют видимую, а не действительную яркость звезды. Для того чтобы можно было говорить о действительной яркости, необходимо сравнивать их для звезд, находящихся от наблюдателя на одинаковом расстоянии. Так как действительная яркость звезды обратно пропорциональна второй степени расстояния от звезды до наблюдателя, то ее можно рассчитать по видимой яркости, если известно это расстояние. На практике яркость звезд, отстоящих от нас на расстояние 32,6 светового года, характеризуют так называемыми абсолютными звездными величинами, а видимые яркости звезд, расстояния до которых неизвестны,- видимыми звездными величинами. В табл. 9.3 приведены видимые звездные величины некоторых ярких звезд.

Разработка проекта
Познавательное развитие: беседа «Первые попытки покорения космоса», «Из истории возникновения ракеты», занятие «Солнечная система», «Что мы знаем о космосе?».
Художественно-продуктивная деятельность: занятия по рисованию: «Загадочный мир космоса», аппликации «Космонавт», «Ракета», лепка по схемам «Покорители космоса», конструирование из бумаги оригами «Ракета».
Ознакомление с художественной литературой: чтение стихов о космосе, разгадывание загадок, мини-викторина, Н.А.Андреев «Как человек научился летать»; Г.Т.Черненко «Как человек полетел в космос?», А.Леонов «Выхожу в космос», игра-викторина «Угадайка».
Музыкально-ритмическая деятельность: слушание песен о космосе группы «Непоседы», А.Пахмутовой «Знаете, каким он парнем был…», разучивание песни «Наш звездолет», автор музыки и текста Олеся Емельянова.
Математическая деятельность: занятие «Путешествие в космос».
Физкультурная деятельность: физкультминутки, эстафеты на космическую тематику, физкультурно-познавательное занятие «Если хочешь быть здоров!».
Игровая деятельность: дидактические игры «Складушки», «Составь ракету», игры «Летит», «Неизведанная планета», игровое упражнение «Перегрузка и невесомость», опыты: «Солнечная система», «Метеориты и метеоритные кратеры».
Работа с родителями: ознакомление родителей с историей развития космонавтики в России в рубрике «Это интересно!», создание совместно с детьми поделок, аппликаций, рисунков на выставку «Космические фантазии», подборка необходимой детской литературы, иллюстраций, открыток, изготовление папки-раскладушки, стенгазеты на заданную тематику.

Занятие по познавательному развитию «Солнечная система»
Программное содержание:
- ознакомить с Солнцем как раскаленным космическим объектом, строением Солнечной системы из планет (размеры, расположение к Солнцу, некоторые особенности);
- вызвать интерес к космосу.
Оборудование: карта звездного неба, схема Солнечной системы, глобус, фото Земли из космоса.
Предварительная работа: рассматривание иллюстраций планет, их особенностей, разучивание стихов о планетах.

Ход занятия
Загадка: «Шла девица из Питера, просыпала кувшин бисера.
Не соберет ни царь, ни царица, ни красная девица».
Ответы детей. Если не ответили, подвести к тому, что это звезды на небе.
Воспитатель: Правильно, это звездное небо. Космос всегда интересовал человека. Ведь хочется знать, есть ли жизнь где-нибудь еще? (Показ карты звездного неба.)
Как вы думаете, видны ли на небе звезды днем и почему?
А почему днем не видно звезд?
Ответы детей.
Воспитатель: Правильно, свет Солнца не дает возможность видеть звезды днем. В безоблачный ясный вечер небо над нашей головой усыпано тысячами звезд. Они нам кажутся маленькими сверкающими точками, потому что находятся далеко от Земли. На самом деле звезды очень большие.
Солнце - это тоже звезда. Солнце - это огромный раскаленный шар, излучающий тепло и свет. На самом Солнце нет жизни, но оно дает жизнь людям, растениям, животным. Вокруг солнца вращаются девять планет. Чем же Солнце удерживает все девять планет вокруг себя?
В пространстве космическом
воздуха нет.
И кружат там девять
различных планет,
И Солнце - звезда в самом центре
системы,
И притяжением связаны все мы.
И Солнце, и планеты составляют нашу Солнечную систему.
Дети, вы слышите? К нам кто-то прилетел.
Хозяйка Солнечной системы: Здравствуйте, ребята! Я Хозяйка Солнечной системы и хотела бы вас попросить помочь мне. Несколько планет Солнечной системы заболели. Чтобы их вылечить, надо каждую правильно назвать и описать.
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Меркурий.
Дети: Это планета Меркурий.
Меркурий - ближайшая к Солнцу
планета,
Залит он лучами горячего света.
Так много ему достается лучей,
Что эта планета других горячей.
Так быстро Меркурий бежит
по орбите,
Как будто торопит:
«Меня догоните!»
Хозяйка Солнечной системы: Правильно, ребята, это Меркурий. А что еще вы знаете об этой планете?
Дети: Меркурий по размерам меньше Земли. Поверхность Меркурия твердая, каменистая. На Меркурии нет атмосферы.
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Венера.
Дети: Это планета Венера.
В честь богини красоты
Названа, Венера, ты!
В темных небесах сияешь,
Красотой ты озаряешь.
Хозяйка Солнечной системы: Правильно, ребята. А что еще вы знаете о Венере?
Дети: Поверхность Венеры каменистая. На планете есть атмосфера, но в ней нет воздуха. Воды на Венере нет.
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Земля.
Дети: Это наша планета Земля.
От Солнца третья по счету
планета.
Наша Земля поменьше звезды,
Но ей хватает тепла и света,
Чистого воздуха и воды.
Жизнь на Земле - это разве
не чудо?
Бабочки, птицы, жучок
на цветке,
Жизнь на Земле вы найдете
повсюду -
В самом далеком, глухом уголке!
Хозяйка Солнечной системы: Да, ребята, вы узнали свою планету. А расскажите мне побольше о ней.
Дети: Земля - это огромный твердый шар. На поверхности этого шара есть суша и вода. Землю окружает воздушная атмосфера. Она защищает планету от слишком горячих лучей Солнца и спасает Землю от падающих из космоса камней и льда. Земля вращается вокруг своей собственной оси. За счет этого вращения происходит смена времени суток. Земля вращается вокруг Солнца. За счет этого вращения происходит смена времен года. Земля - это единственная известная нам обитаемая планета. На Земле есть вода и воздух. Земля не слишком горячая, но и не слишком холодная планета.
Хозяйка Солнечной системы: Молодцы! Мне очень понравился ваш рассказ. Как вы думаете, какой формы и цвета увидел Гагарин нашу Землю из космоса?
Дети: Круглой, голубой, в облаках с зеленоватыми пятнами.
Выставляется фотография Земли из космоса.
Хозяйка Солнечной системы: Как называется маленькая модель Земли, уменьшенная во много раз? Правильно, глобус. (Показать глобус.)
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Марс.
Дети: Это планета Марс.
Марс - таинственная планета.
Она по размеру чуть больше
Луны.
Из-за кроваво-красного цвета
Назвали планету в честь бога
войны.
Хозяйка Солнечной системы: А что еще вы знаете об этой планете?
Дети: У Марса есть атмосфера, но в ней нет воздуха. Поверхность Марса твердая и покрыта оранжево-красным песком, поэтому Марс называют Красной планетой.
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Юпитер.
Дети: Это планета Юпитер.
Юпитер больше всех планет,
Но жизни на планете нет.
Повсюду жидкий водород,
И лютый холод круглый год.
Хозяйка Солнечной системы показывает изображение планеты Сатурн.
Дети: Это планета Сатурн.
Сатурн - красивая планета
Желто-оранжевого цвета.
И кольцами камней и льда
Окружена она всегда.
Хозяйка Солнечной системы: Спасибо, ребята. Вы мне очень помогли.
Воспитатель: Хозяйка Солнечной системы, наши дети не только умные и смелые, но они и самые ловкие. Мы сейчас это покажем.
Проводится подвижная игра. Дети раскладывают обручи по кругу, свободно бегают вокруг обручей и произносят слова:
Ждут нас быстрые ракеты
Для полетов по планетам.
На какую захотим, на такую
полетим!
Но в игре один секрет -
Опоздавшим места нет!
Воспитатель убирает несколько обручей. Игра повторяется, пока не останется один обруч.
Хозяйка Солнечной системы: Я предлагаю вам пройти к столу и составить карту планет. Вот теперь все планеты поправились, и мне пора возвращаться. До свидания!

Создание аппликации «Полет к Луне»
Программные задачи: продолжать учить выполнять сюжетную аппликацию, самостоятельно придумывать композицию работы, вырезать по контуру, наклеивать в определенной последовательности. Развивать творчество, художественный вкус, чувство цвета.
Материал: бумага синего, фиолетового, голубого и черного цвета для фона, цветная бумага светлых тонов, ножницы, клей, кисти, клеенка, тряпочка. Иллюстрации о космосе.

Создание аппликации «Космонавт»
Программные задачи: учить выполнять аппликацию в стиле мозаики, самостоятельно продумывать композицию работы, вырезать ровные полоски и квадраты, наклеивать в определенной последовательности. Развивать творчество, художественный вкус, чувство цвета.
Материал: бумага синего, фиолетового, голубого и черного цвета для фона, цветная бумага, ножницы, клей, кисти, клеенка, тряпочка. Иллюстрации космонавтов в космосе.

​Марина ПАВЛОВА, Ирина СИМОНОВА, воспитатели детского сада №10 общеразвивающего вида города Галича Костромской области