Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Зимние световые столбы

Вопросы по организации ЛА и т.д и т.п. :)

Модератор: Ernest

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 05 мар 2020, 18:40

Все-таки в пространстве предметов интегрируется по плоскости.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 05 мар 2020, 19:06

Ну т.е. "интегрируется", конечно, по всему пространству, но вдоль лучей , проходящих по вертикальной плоскости, содержащей наблюдателя, эффект "интегрирования" максимален.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 05 мар 2020, 19:11

А вот хорошо, столб посередине :)

Изображение

А вот тут - нет
Изображение

AnDom
Сообщения: 7876
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Болталка :)))

Сообщение AnDom » 05 мар 2020, 20:02

А чойта на верхней картинке у параллельных лучей разные углы отражения?
Александр.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 06 мар 2020, 07:46

Обе картинки левые...
На первой не соблюдена параллельность отраженных снежинками лучей.
На второй - в одной плоскости все ОК, осталось только выяснить кто выстроил снежинки так, чтобы они фокусировали свет солнца строго в глаз одного наблюдателя, если же имеется не показанный равновероятный разнобой в отклонении от вертикали нормали к плоскости снежинки, то мы должны предположить, что снежинки должны иметь отклонения своих нормалей в том числе и вне плоскости содержащей снежинку, солнце и наблюдателя и стало быть мы должны видеть скорее ореол, чем столб-дорожку.
Думаю, обе картинки иллюстраторы рисовали не сильно задумываясь над оптикой явления...

Максим, обрати все-же внимание, что среди ссылок которые я дал, была и про роль ледяных игл, мне кажется, что для столба Луны/Солнца они превалируют.

А вот иллюстрация, которую ты привел ранее, в части объяснения столба под Луной/Солнцем совершенно левая. Она "объясняет" столб, который мы могли бы видеть ниже уровня горизонта, причем даже и ниже, чем отражение Луны/Солнца от горизонтальной поверхности. Что делает сомнительной также и приведенное объяснение столба над солнцем. В среднем горизонтально расположенные пластинки должны формировать отражение Луны Солнца под горизонтом. Отклонения плоскости снежинок от горизонтали могут сформировать вертикальные "усы" вверх и вниз от этого отражения. В этом кардинальное отличие механизма формирования солнечно-лунных световых столбов от земных источников света. Для формирования световых столбов от последних достаточно облака строго горизонтально ориентированных снежинок.

"Все-таки в пространстве предметов интегрируется по плоскости." - для Солнца/Луны - пожалуй

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 06 мар 2020, 11:20

Ernest писал(а):
06 мар 2020, 07:46
Ну, это да.
На второй - в одной плоскости все ОК, осталось только выяснить кто выстроил снежинки так, чтобы они фокусировали свет солнца строго в глаз одного наблюдателя, если же имеется не показанный равновероятный разнобой в отклонении от вертикали нормали к плоскости снежинки, то мы должны предположить, что снежинки должны иметь отклонения своих нормалей в том числе и вне плоскости содержащей снежинку, солнце и наблюдателя и стало быть мы должны видеть скорее ореол, чем столб-дорожку.
Ну почему же ореол? В случае хаоса равномерного распределения должно быть равномерно залитое светом пространство.

Но распределение наклонов отражающих поверхностей, скорее всего, не равномерное - как и для ряби на море, кстати. Если рассматривать волну как первую четверть косинуса, то и вариация тангенсов касательных описывается косинусом, т.е. вариантов маленьких тангенсов - много, а больших - мало. Для льдинок нормальное распределение углов кажется более вероятным.
Ernest писал(а):
06 мар 2020, 07:46
Максим, обрати все-же внимание, что среди ссылок которые я дал, была и про роль ледяных игл, мне кажется, что для столба Луны/Солнца они превалируют.
Да, с иглами - хороший вариант. Продолговатое тело, расположенное горизонтально, не меняет вертикальной плоскости луча (даже если луч идет не перпендикулярно к оси тела), но случайно меняет его направление в этой плоскости. Таким образом, плоскость начинает "светиться".

Почему же это не подходит для теплиц в Янино?
А вот иллюстрация, которую ты привел ранее, в части объяснения столба под Луной/Солнцем совершенно левая.
Не уловил, про какую иллюстрацию речь?

Also. Нет внятных примеров экранирования "столбов" - почему столбы "начинаются" сразу от домов, должна же быть видна тень от дома, нет? Непонятно также отутствие "столбов" от ближних фонарей.
Вложения
Svetovoy-les[1].jpg
99934d5737[2].jpg
Последний раз редактировалось maxim.ge 06 мар 2020, 11:58, всего редактировалось 3 раза.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 06 мар 2020, 11:25

Однако, эффект может возникать по всем механизмам. И в центре "висеть", a-la отражение в спокойной воде, и быть размазанным, как световая дорожка, и "цилиндры" тоже могут вносить свою лепту.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 06 мар 2020, 14:15

"Ну почему же ореол? В случае хаоса равномерного распределения должно быть равномерно залитое светом пространство." - скользящее отражение ярче, кроме того отражение ярче вблизи источника света (он ближе), так что должен был бы быть ореол как это бывает в тумане (капли рассеивают равномерно во все стороны)

Но в нашем случае я имел ввиду равновероятное отклонение во все стороны от вертикали, а не любой угол. То что наиболее вероятно горизонтальное положение снежинки - это очевидно.

"Почему же это не подходит для теплиц в Янино?" - потому что зеркальное отражение в данном случае много ярче и безусловно забьет более диффузное и менее вероятное светорассеивание на иглах.
А вот иллюстрация, которую ты привел ранее, в части объяснения столба под Луной/Солнцем совершенно левая.
Не уловил, про какую иллюстрацию речь?
отсюда https://www.atoptics.co.uk/halo/platpill.htm

"Нет внятных примеров экранирования "столбов" - почему столбы "начинаются" сразу от домов" - на твоей картинке дом много ближе к наблюдателю, чем к источнику светового столба. Тени быть и не должно.

"Непонятно также отутствие "столбов" от ближних фонарей." - думаю слой снежинок начинается не сразу от земли, в первую очередь вымораживаются более высокие слои атмосферы. Так что область возможной локализации светящегося столба для слишком близких источников света выпадает из кадра.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 06 мар 2020, 14:21

вот, кстати, забавный случай: https://www.washingtonpost.com/resizer/ ... 6DURBA.jpg

Перигелий Петрович
Сообщения: 837
Зарегистрирован: 31 мар 2017, 03:40

Re: Болталка :)))

Сообщение Перигелий Петрович » 06 мар 2020, 19:47

Ernest писал(а):
06 мар 2020, 14:21
вот, кстати, забавный случай: https://www.washingtonpost.com/resizer/ ... 6DURBA.jpg
вот это шикарно! живьём должно дух захватывать не хуже ПС. я бы замер в изумлении.
если, конечно, этот эффект глазами виден

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 07 мар 2020, 14:14

Ernest писал(а):
06 мар 2020, 14:21
вот, кстати, забавный случай: https://www.washingtonpost.com/resizer/ ... 6DURBA.jpg
И вновь "столбы" растут прямо из-за препятствий. И в этом случае источники далеко за домами/деревьями?

Кстати, "столб" не может расти прямо из источника - там нулевая площадь проекции "зеркал".
Вложения
2020-03-07_14-10-17.jpg
Последний раз редактировалось maxim.ge 07 мар 2020, 23:52, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 07 мар 2020, 14:17

Ernest писал(а):
06 мар 2020, 14:21
вот, кстати, забавный случай: https://www.washingtonpost.com/resizer/ ... 6DURBA.jpg
Занятная геометрия "бутонов". Особенно удивительна концентрация вдоль нескольких линий внутри этих бутонов.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 07 мар 2020, 15:16

Прикинул относительную освещенность приемника, создаваемую участками столба по модели "центрального отражения"

- Столб высотой десять градусов разбит на 20 участков
- Зависимость коэффициента отражения от угла падения. Для неполяризованного света (по ссылке график #2) линейна в диапазоне 80-90 градусов.
- Расчет

Изображение
Вложения
2020-03-07_23-34-28-5.jpg
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 мар 2020, 15:28, всего редактировалось 14 раз.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 07 мар 2020, 15:49

расчет как мне кажется сделан по неверной модели, стоило ее как-то обозначить - из чертежа много бы стало понятно
думаю, что при точечном источнике света и совершенно горизонтальной ориентации достаточно редко расположенных снежинок блеск участков светового столба будет равномерным (без учета вероятности вторичных отражений)...

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 07 мар 2020, 23:19

Ernest писал(а):
07 мар 2020, 15:49
расчет как мне кажется сделан по неверной модели
Это, безусловно, истинное утверждение, не поспоришь.

Помимо прочего, известно, что в любой программе есть как минимум одна ошибка. Поменял расчет. Теперь столб высотой десять градусов (далее зависимость коэффициента отражения от угла падения нелинейна), по ординате - относительная освещенность приемника. Схемка прилагается - отредактировал по месту, см. мое предыдущее сообщение. Схема утрирована, но основные закономерности отражает.

Расчет приведен для одиночного отражения - т.е. когда свободный пробег луча между льдинками намного превышает размер льдинок.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 07 мар 2020, 23:50

Не факт. Возьмем размер льдинки как средний размер капли тумана - 10 мкм. Угол диффракционного рассеивания 1/20 - ужас, про узкие "столбы" можно забыть.

Пусть 100 мкм, тогда угол рассеивания 1/200 - половина Луны, грубо 1/1000 от круга. Длина пути интеграции диффузного рассеивания на три порядка превышает размер фонаря... и три порядка компенсируют три порядка.

Торец льдинки должен быть порядка миллиметра - тогда начнет "забивать". Но таковы ли размеры на самом деле?
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 мар 2020, 00:23, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 08 мар 2020, 00:16

maxim.ge писал(а):
07 мар 2020, 15:16
- Столб высотой десять градусов разбит на 20 участков
Не, я понял, в чем "лажа". Внизу ширина столба стремится к э-э, "бесконечности" - что-то типа трапеции, как я и говорил.

А если локализация как у тебя на картинке, то корень столба будет "темным" - там же смотрим на льдинки вдоль "торца", к наблюдателю с этого торца мало что отражается, так как торец почти не виден.
Изображение
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 мар 2020, 15:45, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 08 мар 2020, 10:00

"Возьмем размер льдинки как средний размер капли тумана - 10 мкм." -Хм... ты снежинки видел? Это тончайшие ажурные пластинки с отношением толщины к ширине 1/10 и более. Думаю, что объем капли диаметром 10 мкм развернется в снежинку шириной много более 50 мкм. Кроме того и эти 10 мкм - с потолка взятая цифра. Условия конденсации капелек тумана при положительных температурах и снежинок в мороз - весьма различны. Скажем, монолитные снежинки, которые я имел удовольствие наблюдать, имели ширину 3-5 мм.

"А если локализация как у тебя на картинке, то корень столба будет "темным"" - у меня на картинке обозначена локализация отражающих снежинок. Локализация мнимого изображения столба - строго как мы это видим - вверх над источником света.

Яркость изображения наверное все-же должна падать в соответствии с кривой коэффициента Френелевского отражения - что-то я забыл про него.
Вложения
tmp.png

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 08 мар 2020, 15:41

Ernest писал(а):
08 мар 2020, 10:00
у меня на картинке обозначена локализация отражающих снежинок.
Но что-то нет иных лучей, кроме главных. Непонятно, что можно посчитать по такой картинке применительно к нашей беседе (собственно, ничего и не посчитано).

Апертура у наблюдателя тоже "точечная"?

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Зимние световые столбы

Сообщение maxim.ge » 08 мар 2020, 15:56

Для разнообразия, "комбо".
Вложения
Revontuli_1_valopilarit_AnttiPietikainen.jpg
Последний раз редактировалось maxim.ge 08 мар 2020, 16:05, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Зимние световые столбы

Сообщение maxim.ge » 08 мар 2020, 16:05

Не все зима для столбов.

Philippines, Sulu, 2019, 7pm, June 30.

Изображение

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 17944
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Болталка :)))

Сообщение Ernest » 08 мар 2020, 20:33

"Апертура у наблюдателя тоже "точечная"?" - Апертура обычная для невооруженного глаза ночью 5-7 мм.

"Не все зима для столбов." - Приведенные примеры - иллюстрация того, что в распределение яркости самый существенный вклад вносит плотность - распределение снежинок по высоте.

Аватара пользователя
maxim.ge
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 22 мар 2013, 21:57

Re: Болталка :)))

Сообщение maxim.ge » 09 мар 2020, 22:38

Ernest писал(а):
08 мар 2020, 20:33
"Апертура у наблюдателя тоже "точечная"?" - Апертура обычная для невооруженного глаза ночью 5-7 мм.
Отлично. Вот теперь бы посмотреть расчет для нескольких апертурных пучков - какая часть энергии доходит до зрачка, в зависимости от высоты снежинки.

И вот что еще непонятно. Исходя из единственности отражения - какова должна быть плотность снежинок размером 1-3 мм в пространстве?

Ответить