¿Por qué el sol tiene que estar casi completamente cubierto para notar algún oscurecimiento en un eclipse?

Estaba mirando imágenes del eclipse y noté que no se oscurece notablemente hasta el final, cuando de repente desaparece toda la luz. A medida que la Luna bloquea al Sol, esperaría que el brillo disminuyera gradualmente a medida que se hiciera menos visible el Sol (por ejemplo, un 50 % de brillo cuando la Luna cubre la mitad). Sin embargo, a juzgar por todos los videos, esto no es cierto. ! Eché un vistazo al artículo de Wikipedia , y dice:

"Los eclipses parciales son prácticamente imperceptibles, ya que se necesita más del 90% de cobertura para notar cualquier oscurecimiento".

"Incluso al 99% no sería más oscuro que el crepúsculo civil".

Por qué sería este el caso?

También encontré este diagrama que puede ayudar a ilustrar mi pregunta:

¡Esperaría que el gráfico tuviera una forma más lineal en lugar de ser tan exponencial!

¿Por la diferencia de tamaño? La luna es mucho más pequeña, por lo que tiene que cubrir una parte significativa antes de que la luz del sol se bloquee por completo. Incluso si algunas áreas quedan descubiertas, la luz iluminaría la tierra. Entonces, incluso si vemos una parte del sol, hay suficiente luz que nos llega para la luz del día. Por lo tanto, la luna tiene que cubrir mucho antes de que la intensidad caiga muy por debajo.
Tus ojos se adaptan a la luz ambiental hasta el punto de que incluso en condiciones de oscuridad total (Clase 1 de Bortle) ... la presencia de Júpiter o Venus en el cielo parece degradar la adaptación a la oscuridad.
@kicker86 Los tamaños angulares del sol y la luna son casi exactamente iguales (y varían ligeramente debido a las excentricidades orbitales, razón por la cual podemos tener eclipses tanto totales como anulares).
Está utilizando un gráfico de escala logarítmica. Cualquier disminución lineal se vería así.
@MarchHo, en una escala lineal, el gráfico de intensidad no sería una línea recta (la superficie del Sol vista desde la Tierra no tiene un brillo aparente uniforme y el límite entre el Sol y la Luna no tiene una longitud constante). Esperaría que fuera aproximadamente cuadrático.
Una anécdota: estuve en el norte de Inglaterra durante el eclipse solar de 1999, que no fue total en esa parte del país. Cuando el Sol estaba en cuarto creciente no me parecía tan oscuro, pero un erizo salió de entre los arbustos y empezó a deambular por el parque. Evidentemente, estaba lo suficientemente oscuro como para que algunos animales nocturnos pensaran que estaba cayendo la noche, incluso si no se registraba como tal para la percepción humana.

Respuestas (4)

La percepción humana es generalmente logarítmica . Por ejemplo, el volumen percibido de un sonido se mide usando decibelios, donde una disminución de 10  dB divide la intensidad del sonido por 10 . Entonces, si el eclipse se escuchara en lugar de verse, la "cobertura del 90%" podría significar reducir la intensidad de 120  dB a 110  dB , un pequeño cambio.

El brillo percibido es de la misma manera. Hay una gran variedad de intensidades de luz que vemos todos los días: la luz solar directa es ~ 100 veces más brillante que la iluminación interior, aunque ambas nos parecen bastante brillantes. Entonces, una reducción del 90% no haría que el cielo se viera oscuro en absoluto.

La forma de la gráfica 'parece una exponencial' porque la y El eje es el logaritmo de la intensidad. Esto se hace para que el gráfico represente un poco el "brillo percibido" frente al tiempo.

Otra cosa a tener en cuenta es que si estuviera viendo imágenes de un eclipse, la cámara podría estar ajustando automáticamente su configuración para compensar el desvanecimiento. Las cámaras no son tan buenas para hacer esto como los humanos, pero ciertamente pueden compensar una reducción de 10x.
Buena respuesta, pero no deberías arriesgarte con la declaración sobre las cámaras. El rango f-stop del iris humano es solo entre f/2.1-f/8.3, las lentes de las cámaras modernas son mucho mejores que eso. La velocidad de obturación de las cámaras es muy variable, desde fracciones de milésimas de segundo hasta prácticamente infinitas, lo que las hace superiores en adquisiciones rápidas y con muy poca luz. La principal limitación en muchas cámaras es la capacidad total del sensor CCD/CMOS, que en la mayoría de las cámaras de consumo/semiprofesionales se elige más pequeña de lo que debería ser debido al pequeño tamaño de píxel.
@CuriousOne Tienes razón, por supuesto. Estaba pensando en el rendimiento de la cámara genérica de mi teléfono, que está limitada por las razones que dijiste.
Por supuesto... esos son solo tiradores de buen tiempo... la limitación física del pequeño tamaño no se puede superar. El rendimiento de una cámara profesional es muy superior al ojo humano... donde las cosas se están desmoronando, todavía, son las pantallas. No hay pantallas que puedan mostrar el rango dinámico completo que se puede grabar con la cámara adecuada o que el ojo humano puede cubrir gracias al increíble procesamiento de imágenes en nuestro cerebro.
@CuriousOne: el ojo humano puede percibir texturas claras y texturas oscuras en una sola escena, incluso cuando el contraste entre ellas es superior a 35 mm Tri-X realmente puede capturar (utilicé exposiciones entre paréntesis para fotografiar un edificio donde podía ver ladrillos en ambos áreas iluminadas y sombreadas, y logró sobreexponer simultáneamente las partes iluminadas por el sol y subexponer las partes sombreadas). No sé si podía ver ladrillos en ambas partes "simultáneamente", pero podía mirar entre las dos partes sin mucha dificultad.
La película química es un medio extremadamente pobre, me temo, y se necesita mucho arte para hacer tomas con un amplio rango dinámico. No tendrías el mismo problema con una cámara digital moderna y exposiciones entre paréntesis, que pueden cubrir fácilmente un rango dinámico de un millón a uno... esa es la diferencia entre dejar entrar la luz en la habitación a través de un 1 metro 2 ventana y un 1 metro metro 2 ¡agujerito!
No creo que las cámaras sean superiores al ojo humano. Intenta hacer una imagen de la luna a punto de esconderse detrás de una nube con pequeñas ramas que cubren la escena. Y hazlo con obturador 1/25.
@Crowley No olvide que su cerebro miente bastante sobre lo que ven sus ojos. La señal que proviene de los ojos está pasando por una gran cantidad de procesamiento posterior y se ensambla en la imagen total que se mantiene en su "percepción visual". Esto incluye combinar datos de diferentes exposiciones y focos; usa una cámara HDR y también obtendrás bonitas tomas de la Luna. También tenga en cuenta que hay dos aspectos en la superioridad de la cámara: 1) capturar la escena, 2) capturar la escena lo suficientemente mal como para simular la visión humana. 2) es bastante difícil: las cámaras ven la realidad mejor que nosotros, pero eso es una desventaja aquí.
En realidad, una tarea de ingeniería básica que hicimos con un amigo fue la atenuación logarítmica de un diodo LED para que pareciera lineal al ojo humano.
@CuriousOne: Tengo curiosidad: si las cámaras son mucho mejores que nuestros ojos, ¿qué impide exactamente que uno haga una pantalla (es decir, gafas de realidad virtual) que daría como resultado que la calidad de la imagen mostrada alcance al menos hasta el límite de nuestros ojos y por lo tanto parece indistinguible de la "vida real"?

¡La gráfica parece exponencial porque el eje vertical es logarítmico! Si tuviera que volver a trazarlo como lúmenes lineales por metro cuadrado, sería mucho más parecido a una v, o incluso a una u.

Sucede que una gráfica logarítmica coincide con nuestra percepción subjetiva de la intensidad de la luz mejor que una lineal. Eso es el resultado de que nuestros ojos han evolucionado para funcionar bien en una gama extremadamente amplia de diferentes cantidades de luz.

¿Es lo mismo que la ley del cuadrado inverso?
Esta es la clave: nuestros ojos ajustan sus pupilas para que la luz efectiva que ingresa al ojo sea aproximadamente la misma. Haría falta un poco de oscurecimiento antes de que la luz descienda hasta el punto en que las pupilas estén más grandes y el ojo ya no pueda contrarrestar el oscurecimiento.

Basado en mi propia evidencia anecdótica, no lo hace . Hace varios años hubo un eclipse solar parcial en mi área. No recuerdo con precisión cuánto del disco solar estaba cubierto, no era mucho, seguramente ni cerca del 90%, pero sí recuerdo salir de la casa por la mañana y pensar "hmm, hoy está bastante oscuro". luego me di cuenta de que el cielo estaba perfectamente despejado, sin la neblina ni las nubes que esperaba. Entonces sí, el oscurecimiento es notable.

Esta fue mi reacción exacta. Tuvimos un eclipse solar significativo aquí recientemente, y era fácilmente más oscuro cuando el sol estaba cubierto solo alrededor de un tercio.

Cualquier sombra, ya sea la de una pequeña bola o la de un cuerpo celeste (especialmente esférico) se compone de dos partes umbra y penumbra. Están separados por un borde distinto. Piense en la luna (objeto) proyectando su sombra sobre la tierra (pantalla) debido al sol (fuente de luz). Debido a las distancias relativas, la umbra de la luna es pequeña, por lo que solo una pequeña parte se encuentra en la oscuridad extrema. Por otro lado, se forma una penumbra relativamente grande de oscuridad uniforme. Esta oscuridad es la misma en todos los lugares suficientemente próximos al epicentro del eclipse, independientemente de la cantidad de sol bloqueado por la luna cuando se ve desde la ubicación en pregunta.

Entonces, en respuesta a su pregunta, cuando el sol aparece casi completamente cubierto desde la ubicación en cuestión, significa que la ubicación se encuentra bajo la región umbría de la sombra. Por eso de repente oscurece.

¿Por qué el sol tiene que estar casi completamente cubierto para notar algún oscurecimiento en un eclipse?
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