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閃爍

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閃爍（英語：Twinkling，也可以是scintillation），是通過介質觀察到的遠處發光物體的視亮度、顏色或位置變化的通用術語[1]。如果物體位於地球大氣層之外，就像恆星和行星的情况一樣，這種現象被稱為「天文閃爍」；對於大氣中的物體，這種現象被稱為「地球閃爍」[2]。作為控制視寧度的三個主要因素之一（其他因素是光污染和雲量），大氣的閃爍僅被定義為照度的變化。

夜空中最亮的星星天狼星（視星等 = -1,1）在頂點之前不久的傍晚在南子午線上閃爍，高度為地平線以上20度。在29秒內，天狼星從左到右移動了7.5弧分的弧線。

簡單地說，恆星的閃爍是由光穿過湍流大氣的不同層引起的。大多數閃爍效應是由通常與溫度梯度相關的空氣密度的小規模波動引起的異常大氣折射引起的[3][4]。閃爍效應在地平線附近總是比在天頂附近（直接在頭頂）更明顯[5]，這是因為地平線附近的光線在到達觀察者之前必須穿透更密集的大氣層，並且在大氣層中有更長的路徑。大氣閃爍是使用閃爍計定量量測的[6]。使用孔徑更大的接收器可以减少閃爍的影響；這種效應被稱為「孔徑平均」[7][8]。

雖然來自恆星和其它天體的光可能會閃爍[9]，閃爍通常不會導致行星影像明顯閃爍[10][11]。 恆星之所以閃爍，是因為它們離地球太遠，以至於它們看起來像點光源，很容易受到地球大氣湍流的干擾，就像透鏡和稜鏡一樣，改變了光的路徑。靠近地球的大型天體，如月球和其它行星，包含空間中的許多點，可以被解析為具有可觀測直徑的物體。當多個觀察到的光點穿過大氣層時，它們的光線偏差會平均下來，觀眾會感覺到來自它們的光線變化較小[12][13]。

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參考資料

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  1. ^ Wang, Ting-I; Williams, Donn; "Scintillation technology bests NIST". 互联网档案馆的存檔，存档日期2013-10-04., InTech, May 1, 2005.
  2. ^ "NASA Aerospace Science and Technology Dictionary", NASA.gov.
  3. ^ Sofieva, V. F.; Dalaudier, F.; Vernin, J. Using stellar scintillation for studies of turbulence in the Earth's atmosphere. Philosophical Transactions of the Royal Society (The Royal Society). 2013-01-13, 371 (1982): 20120174. ISSN 1364-503X. PMID 23185055. doi:10.1098/rsta.2012.0174  . 
  4. ^ VanCleave, Janice; "Stellar Scintillation: Twinkling Stars". JVC's Science Fair Projects, May 2, 2010.
  5. ^ "Scintillation or Atmospheric Boil", noaa.gov.
  6. ^ Chun, M.; Avila, R; "Turbulence profiling using a scanning scintillometer", Astronomical Site Evaluation in the Visible and Radio Range, Astronomical Society of the Pacific 266:72–78.
  7. ^ Perlot, N.; Fritzsche, D. "Aperture-Averaging – Theory and Measurements", elib – Electronic Library.
  8. ^ Andrews, C.; Phillips, R. L.; Hopen, C. Aperture averaging of optical scintillations. Waves in Random Media (Taylor & Francis). 2000, 10 (1): 53–70. S2CID 120797868. doi:10.1088/0959-7174/10/1/305. 
  9. ^ Wheelon, Albert D. Electromagnetic Scintillation: Volume 2, Weak Scattering. Cambridge University Press. 2003. ISBN 978-1-139-43960-2. 
  10. ^ Kenyon, S. L.; Lawrence, M. et al; "Atmospheric Scintillation at Dome C, Antarctica", Astronomical Society of the Pacific 118, 924–932.
  11. ^ Ellison, M. W. Why do Stars Twinkle?. Irish Astronomical Journal. 1952, 2 (1): 5–8. Bibcode:1952IrAJ....2....5E. 
  12. ^ Graham, John A. "Why do stars twinkle?" Scientific American, October 2005.
  13. ^ Byrd, Deborah; "Why don’t planets twinkle as stars do?", Earthsky, October 24, 2005.
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