星星为什么会闪烁发亮一直是人们感到困惑的问题。然而,科学家们已经找到了一个合适的解答。当从地球向星星望去时,星星的光线经过了大气层的干扰。大气层中的气体和颗粒散射了星星的光线,使其看起来闪烁并发亮。因此,星星的闪烁实际上是大气的结果,而非星星本身的性质。这个现象不仅增添了夜空的神秘感,也为我们提供了一个更深入探索宇宙奥秘的机会。
“星星一闪一闪亮晶晶”,这句话其实可以拆解为两句话,“一闪一闪”➕“亮晶晶”。那么,今天我就给孩子们解释下为什么有些星星会一闪一闪,有些星星会一直保持亮晶晶的状态。
先来说一下,为什么有些星星会一闪一闪。星星一闪一闪是因为大气层中空气密度的变化所致。
空气密度的变化可以参考夏天马路上的热浪现象和燃烧火焰上方空气的流动。这些都是因为冷热空气不断碰撞,形成了不同密度的空气的流动。而不同密度的空气有不同的折射率,光线穿过交界面时发生了折射。
大气层就像由一个个厚度不均,透明度不一的透视镜叠加而成。一道光从外太空到达地球表面,需要穿越无数个这些那样的小透镜。
插图来自《十万个为什么(第六版)天文》
当空气流动时,也就意味着层层叠叠的小透镜发生了抖动,从远方来的星光就会看起来时而分散,时而汇聚。在肉眼看来,就像星星在天上跟我们捉迷藏,眨眼睛一般有趣。
再说一下,为什么有的星星一直保持亮晶晶的状态。有的星星一直保持亮晶晶的状态,那么说明这个星星的亮度足够大,不易受到大气抖动的影响。
比如金星,它不是点光源,而是面光源,张角大于密度不均的空气透镜的尺度,所以通常看起来不会眨眼睛。
关于点光源和面光源可以这样来理解。点光源可以想象成蜡烛光,面光源可以想象成火灾现场,哪个的光源更稳定,看起来更明亮呢?
那肯定是大火的光看起来更亮更稳定,即使有大雾,大火也不容易被我们的肉眼忽略掉。
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