DragonSlayer3
2015-07-12 02:37:57 UTC
¿Por qué la superficie de la Luna es blanca? Más bien, ¿qué hace que la superficie sea blanca?
Pregunta:
Cinco respuestas:
Rob Jeffries
2015-07-12 13:29:33 UTC
La luna aparece blanca desde la Tierra por dos razones.
La primera es que el espectro reflejado de la luz solar es muy amplio y no contiene características muy significativas. Sobre esta base, el espectro de la luna podría considerarse rosado, ya que la reflectancia de la luz solar (que parece casi blanca para el ojo humano) es dos veces más efectiva en las longitudes de onda rojas que en el azul. Consulte la reflectancia a continuación de Sakaki et al. (2013) (consulte la página 84 del documento vinculado).
Sin embargo, la luna no aparece rosada, y eso debe ser por la forma en que funciona el ojo (no por la física). Con intensidades relativamente bajas de la luz de la luna, es posible que los conos del ojo comiencen a apagarse, dejando a los bastones responsables de la visión mesópica o incluso escotópica insensible al color. (NB: creo que los niveles de luz son demasiado altos para una verdadera visión escotópica). Cuando se aplica a la "luna plateada" (esto también se conoce como efecto Purkinje), el tono rosado de la luna se desplaza hacia atrás hacia el azul por nuestra percepción, lo que da como resultado una apariencia de color blanco plateado.
Consulte, por ejemplo, Ciocca & Wang (2013) para una mayor discusión - disculpas, no puedo encontrar una versión que no esté detrás de un muro de pago - sin embargo, aquí hay una comparación de la luz del sol y espectros de luz de la luna de ese papel. Como puede ver, la luz de la luna es más roja que la luz del sol. Estos autores sugieren que la iluminación de la luna es lo suficientemente baja como para que la visión mesópica dé como resultado una percepción debilitada del tinte rojo que debería tener la luna en comparación con la luz solar.
Sin embargo, creo que la luna llena es lo suficientemente brillante como para que la visión fotópica sea factible. Por lo tanto, parece que una explicación plausible no es más que que los dos espectros de abajo no son lo suficientemente diferentes para que nuestros ojos los perciban como de colores diferentes. Como la luz del sol parece (casi) blanca, entonces la luz reflejada de la luna también es (casi) blanca. Dejaré que los optometristas discutan sobre si el efecto Purkinje podría desempeñar un papel en la disminución de la diferencia percibida.
Hay algo mal en ese artículo y con ese espectro.La explicación del efecto Purkinje es una tontería.Eso explica por qué un automóvil blanco se ve azulado a la luz de la luna, pero no a la luz de la luna en sí.Marte es obviamente rojo.También lo es Antares ("no Marte"), al igual que Betelgeuse.Los tres son órdenes de magnitud menos luminosos que la Luna.
@DavidHammen A qué espectro se refiere.Muestro la reflectancia.Para obtener el espectro lunar, multiplique el espectro solar por este y luego modifique ligeramente para la transmisión a través de la atmósfera terrestre.Las estrellas / planetas que mencionas son * mucho * más rojas que la luz de la luna y aparecen solo un poco rojas a simple vista.Son más débiles que la luna, pero quizás no órdenes de magnitud más débiles cuando se expresan en términos de brillo superficial sobre las células del ojo.(La luna tiene una magnitud aparente de aproximadamente -5 por minuto de arco cuadrado).
@DavidHammen Sin embargo, estoy de acuerdo en que incluso un poco de investigación preliminar sugiere que el brillo de la superficie de la luna llena debería ser suficiente para involucrar la visión fotópica.
Ese segundo conjunto de espectros se ve mucho mejor que su primer espectro.También tenga en cuenta que la escala es lineal.Nuestros ojos son dispositivos logarítmicos.Esos dos espectros estarían mucho más cerca el uno del otro si la intensidad se hubiera colocado en una escala logarítmica.
no es purkinje, sino balance de blancos adaptativo de ojos, que también hace que parezca casi blanco.Pero entonces eso no es física, ¿verdad?
@DavidHammen ¿Qué primer espectro?La primera trama es la reflectancia.Sí, la respuesta puede ser tan simple como "nuestros ojos son incapaces de distinguir estos dos espectros como de colores diferentes".La luna parece blanca porque la luz del sol parece blanca y el reflejo modifica el espectro de manera insuficiente para marcar una diferencia.
Lo siento, leí mal la primera trama.Y sí, nuestros ojos solo son regulares al ver colores, pero somos muy buenos para ver sombras, matices y tintes de verde.
En esta respuesta, dice "podría considerarse rosado", pero concluye que el espectro es "lo suficientemente cercano" para ser llamado blanco.Luego, en comentarios a las respuestas de otras personas, como una crítica, dices que la luna objetivamente "no es gris" ya que su espectro no es * precisamente * plano.Esto parece una aplicación desigual de los significados de las palabras de color.Una vez lo suficientemente brillante como para que la visión del color se active, la luna es por definición exactamente tan gris como (ignorando el efecto de la atmósfera de la Tierra) su luz reflejada parece blanca, ¿no es así?Es decir, bastante gris.
@SteveJessop He cubierto mis apuestas.La luna ciertamente no es gris (ni siquiera cerca) ni en el sentido de un espectro plano o un espectro de reflectancia plano.Algunos dicen que debería * aparecer * rojizo, pero el efecto Purkinje o la visión mesópica lo hacen parecer gris.Ahora creo que parece gris (o blanco sobre un fondo oscuro si se prefiere) simplemente porque nuestros ojos son incapaces de resolver su color como diferente al blanco, pero no conozco lo suficiente la fisiología del ojo para ser definitivo.Ambas respuestas que critiqué dicen que la luna * es * (no aparece) gris sin más discusión o demostración.
Omry
2015-07-12 02:56:07 UTC
La luna es en realidad gris.
Puedes ver esto si miras imágenes tomadas en el espacio o, preferiblemente, en la luna misma. Por ejemplo, este, de Buzz Aldrin: (Cortesía de la NASA)
Pero, viendo como de noche lo comparas con un cielo negro, parece blanco.
¿Cómo responde esto a la pregunta?
"¿Por qué la superficie de la luna es blanca?"
"No lo es, es (algo), pero parece así porque (algo)"
Dudo de la explicación que das.
Lo ha mencionado usted mismo.La luna es en realidad gris y solo parece ser blanca.¿Por qué?Un efecto visual.
Pido disculpas, lo malinterpreté.Sin embargo, todavía no creo que agregue nada.
La foto técnicamente solo muestra que esa parte de la luna es gris.Quizás la cámara estaba apuntando a la parte no gris.
De qué manera, además de la intensidad, es "gris" diferente al blanco.
@Rob Porque es de un color diferente.Sin embargo, no estoy seguro de a qué te refieres con intensidad.
@HarryCBurn No, no es un "color diferente".El gris es acromático e incoloro.Un objeto gris refleja la luz de todas las longitudes de onda por igual con menos del 100% de eficiencia.Por tanto, la luna no es gris, porque no tiene esta propiedad.https://en.wikipedia.org/wiki/Grey
Para todos los efectos, lo reconocemos como un color diferente.Creo que eso valida que se haya dicho en la respuesta c:
@RobJeffries, Nuestra percepción de "blanco", "gris" y "negro" es muy subjetiva.Google para "constancia del color" o, para "ilusión de tablero de ajedrez".El suelo en la fotografía parece "gris" porque refleja menos luz que el traje del astronauta.Cuando ves la misma superficie en el cielo nocturno, se ve "blanca" porque no hay nada más brillante allí con lo que tu ojo pueda compararlo.
@jameslarge La subjetividad es de lo que trata esta pregunta.Objetivamente, la luna no es gris.Mi respuesta muestra un espectro lunar y no es gris ni blanco.La respuesta es que la luna sólo * aparece * blanca;el truco consiste en averiguar por qué.Evidentemente, la respuesta no es "la luna es realmente gris", sino que se ve sobre un fondo negro.
@RobJeffries, Hubiera sido más sencillo si me hubieras referido a tu respuesta.Solo vi tu comentario, "la luna no es gris".Ahora veo lo que quisiste decir con eso: la luna no es _perfectamente_ gris;Está más cerca del gris que muchos colores comerciales que tienen "gris" en sus nombres (https://en.wikipedia.org/wiki/Shades_of_gray). Es demasiado gris para que la mayoría de la gente perciba su no gris, pero análisis espectrográfico.revela un sesgo siempre tan sutil en las longitudes de onda de la luz que refleja.
HDE 226868
2015-07-12 02:49:56 UTC
Para enfatizar: la Luna es gris, pero parece blanca debido a la dispersión junto con la luz solar.
Las partes oscuras, que son menos comunes, son maria , llanuras de roca volcánica (basalto). Son relativamente antiguos, ya que no ha habido actividad volcánica reciente en la Luna. La mayoría están en el lado cercano de la Luna. Por el contrario, las partes blancas a menudo se denominan terrae o tierras altas. Están hechos de anortosita, que es, en general, gris claro, y brecha, que tiene un color similar (consulte también aquí ).
También hay otras rocas en las tierras altas:
Ese color gris que ves proviene de la superficie de la Luna, que es mayormente oxígeno, silicio, magnesio, hierro, calcio y aluminio. Las rocas de color más claro suelen ser feldespato plagioclasa, mientras que las rocas más oscuras son piroxeno.
. . .
Durante el día, la Luna tiene que competir con la luz solar, que también está siendo dispersada por la atmósfera, por lo que se ve blanca.
La Luna está cubierta de regolito, que es un polvo fino. Esto a menudo se denomina "polvo lunar".
El artículo que cita es en su mayoría irrelevante.Las propiedades de transmisión de la atmósfera de la Tierra sobre el color aparente de la luna son muy pequeñas en comparación con el espectro de reflectancia que está fuertemente inclinado hacia el rojo.Si el ojo fuera más sensible, la luna aparecería rosada / roja incluso en lo alto del cielo.Del mismo modo, los elementos no tienen un color intrínseco y no emiten luz "gris".Vemos la luz del sol reflejada.De hecho, ¿qué color es "gris"? ¿No es solo blanco a menor intensidad?
@Rob: No existe la luz gris, pero existe el objeto gris.Es perfectamente posible que [reflectancia] (http://en.wikipedia.org/wiki/Reflectance), que es una fracción, sea inferior al 100%.
@Rahul Gray es acromático, incoloro.EN unidades RGB tiene R, G y B iguales. Sí, un objeto gris puede reflejar todas las longitudes de onda por igual a menos del 100%.La luna * no * es gris, porque no refleja todas las longitudes de onda por igual.
Sé que esta es una respuesta / pregunta antigua, pero ¿no son correctas [esas imágenes] (http://deepskycolors.com/pics/astro/2008/10/10-12-2008_MoonColor.jpg)?¿No es más amarillento con el azul?¿De dónde vienen estos colores?Creo que lo que vemos desde la tierra podría verse afectado por la atmósfera.
Floris
2015-07-14 00:51:49 UTC
El gris no es un color, es un tono. Un tono de blanco. Percibimos algo gris cuando
- no tiene un "color" obvio (es decir, la cantidad de estímulo rojo, verde y azul que reciben los conos de nuestra retina es aproximadamente la misma)
- Algo más en nuestro campo de visión es más brillante
Nuestros ojos ajustan nuestra percepción de gris o blanco en relación con "algo más". Sus ojos reciben exactamente la misma información de un objeto poco iluminado con una reflectividad de 1.0 que de un objeto más iluminado con una reflectividad de 0.1 (gris). Cuando ves la luna "por sí misma", más brillante que cualquier otra cosa en el cielo nocturno (o más brillante que el cielo azul durante el día), nuestro cerebro dice "eso es blanco". Pero si pones una gran sábana blanca sobre la luna, sería mucho más blanca, como ves en la foto del astronauta cuyo traje blanco hace que la luna parezca gris.
Aquí hay otro ejemplo de cómo nos engañan nuestros ojos:
Es razonable decir que el pequeño rectángulo de la izquierda parece blanco , mientras que se ve gris a la derecha; y si lo consideras gris o blanco en el medio, probablemente dependerá del brillo de tu pantalla. Pero, de hecho, son todos del mismo tono de gris.
Hay una buena descripción de la composición de la luna y su color en este enlace
Pero hay otra cosa muy interesante. Cuando miras la intensidad de la luna a medida que pasa por sus fases, esperas que haya más luz de luna cuando la luna está llena, obviamente, ya que el "disco" de luz es más grande. ¡PERO! La intensidad de la luz de la luna no se ajusta a la fase (área aparente) de la luna. Si lo hiciera, esperaría que la intensidad de la luz de la luna siguiera una curva suave, pero en particular no esperaría que la intensidad cambiara mucho alrededor de la luna llena (porque el área iluminada no cambia mucho). Pero eso no es lo que se observa con información de esta fuente original. Tomando prestada una curva de este enlace:
La luz de la luna se vuelve considerablemente más brillante (la luna "más blanca") justo alrededor de la luna llena. Hay dos efectos en juego:
- Dado que la superficie de la luna es rugosa, cuando la luz del sol brilla sobre la superficie en ángulo, verá algunas superficies iluminadas y algunas áreas que están en la sombra. . Esto significa que la intensidad media parecerá más baja, un efecto que es más fuerte a medida que la luz es más intensa: lo ves muy claramente en esta imagen fuente
- La superficie de la luna (polvo lunar) tiene muchas esferas diminutas de cuarzo: son el resultado de impactos de meteoritos que calentaron el suelo hasta el punto de fusión , después de lo cual las gotas fundidas vuelven a la superficie como pequeñas "esferas de vidrio". Y estos tienen la propiedad interesante de la retrorreflectividad: cuando la luz viene directamente detrás de ti cuando miras una esfera, verás un reflejo muy brillante, porque la luz del sol se enfoca en un punto justo detrás de la esfera, y estás mirando esto. punto brillante "a través de una lente".
Este segundo punto explica el pico realmente nítido justo alrededor de la luna llena, y esta es la razón por la que la luna se ve particularmente brillante y blanca en ese momento (salvo los efectos atmosféricos ).
Esto se describe con más profundidad (y acabo de descubrir que tiene un nombre: Heiligenschein que en alemán significa "brillo santo") en este enlace
scm
2015-07-12 08:28:59 UTC
No es blanco, vea este enlace para fotos: http://www.mikeoates.org/mas/projects/mooncolour/intro.htm
Vea también este imagen que tomé, no parece blanca, uno de los mares se ve azul.
Vea esta foto con mayor saturación.
Parece que en promedio La luna es gris con una coloración clara alineada con el terreno que va del amarillo al azul. La foto saturada muestra esto y un ojo perspicaz puede percibir el tinte de color claro en la foto no saturada.
Como otros señalan arriba, puede ver estrellas brillantes coloreadas sobre el mismo fondo.Y, de hecho, la luna aparece coloreada cuando está baja en el cielo nocturno y se ve afectada por la dispersión atmosférica.La respuesta solo puede ser que el espectro lunar está lo suficientemente cerca de (lo que percibimos como) blanco que no podemos verlo coloreado.
La magnitud aparente de la estrella más brillante es tenue (Sirio a -1,4) en comparación con la Luna a -12.Entonces, la luna es extremadamente brillante en comparación con esas estrellas.Estoy buscando la magnitud aparente de la luna en el horizonte, mi suposición es que no está cerca de -12.
También debo señalar que, aunque este es un foro de física donde estamos acostumbrados a la instrumentación objetiva, el sistema visual humano no es un analizador de espectro.Si está en una habitación oscura por la noche viendo la televisión, su percepción de lo que es blanco y qué colores parece normal.Salga y mire por la ventana de la habitación.La habitación parecerá estar bañada en luz azul.Esto se debe a que el punto blanco del televisor es decididamente azul, pero te adaptas a él como blanco.Cuando estás afuera mirando hacia adentro, ya no estás adaptado a ese punto blanco.
No es la magnitud integrada lo que importa, ¿verdad?¿Afirma que cuanto más brillante es el objeto, es * menos * probable que distingamos su color?¿Tiene una referencia para esto?Lo contrario es ciertamente cierto.
Okay.Sacaré mi respuesta de por qué se percibe como blanco porque no tengo una referencia para la adaptación del blanco y la percepción de objetos brillantes.Y dejaré claro lo que muestran las fotografías en mi respuesta.
¿Haces tus propias imágenes de alta resolución de la luna?Eso es impresionante.
Gracias Robert.Es una foto compuesta de varias regiones superpuestas de la luna tomadas con mi telescopio.
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