月が水平線上で、大きく見える

「月が水平線上で、大きく見えるのは、真空と、厚い空気の層との境の屈折で、大きく見える」でよろしいのでしょうか？
「風呂の湯の中の手が、大きく見えるのも、水と、空気の屈折率の違いによる」でよろしいのですか？
考えてみると、目の位置が、同じ空気の中なのに、対象物が、一方は、屈折率の小さい真空、一方は、屈折率の大きい水の中にあって、丁度逆のように思うのですが・・・
頭の整理に困っています。まったくの素人ですので、よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： noname#10784 回答日時： 2004/03/07 23:35

気持ちはすごく良く分かります

実際に自分で実験してみてはどうでしょうか？
自分が昔やった実験です
用意する物
棒と５円玉とテープ
満月と五円玉の穴の大きさが同じになる距離で棒にテープで止めます
後は地上付近と真上あたりの月の大きさを比べるだけです
自分も驚きましたが、上り始めの大きく見えた月と上空で見えた月の大きさに変化はありませんでした
論より証拠、お試しあれ

No.11 回答者： hagiwara_m 回答日時： 2004/03/12 18:11

まだ閉じられていないようなので、蛇足的な体験報告をさせて下さい。

（間違いをしたことへの反省を込めて）バスタブ中でじっくり試してみました。確かに、水面下の手のひらを、両目でじっと見つめているととても大きく感じます。それほど深い位置にもって行かなくても、効果は十分です。ところが、片目をとじて同じことをやってみて下さい。びっくりするほど効果が減ってしまいます。
また、幅一定の棒や鎖などを鉛直に水中に入れて、太さの変化を見ると、手のひらの場合から期待するほどの拡大効果は感じられませんでした。
「大きく見える」という感覚には、経験との比較という要素も含まれるように思います。

この例に限らず、どのように見えるか という感覚を物理的に議論するのはやっかいなことです。定まった装置への結像とか、方位角度の広がりといった、第三者が判断できる客観量で考察することが重要ということだと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございました。多くの皆さんが、感覚のしくみによる錯覚だろうとの発言が多いので、驚きました。発言者の中に物理学専門の方がおられたのでしょうか。一言決定的な結論が聞きたいような気もします。
反省して、客観量で、再度出直したいと思います。
ありがとうございました。

お礼日時：2004/03/15 22:32

No.10 回答者： hagiwara_m 回答日時： 2004/03/09 13:31

No.6の者です。

（水中の物の見え方について）やや不用意な表現をしてしまい、混乱のきっかけをつくってしまったかも知れませんので、訂正と補足をさせて下さい。

同じ距離位置に置いた物体を、空気中で見るよりは、水中を通して見た方がより近づいて（大きく）見えるという意味ならば、その通りです。もちろんこの場合でも、遠方のものほど小さくなりますが、空気中にある時と比べて距離方向が接近して見えるので、水面から遠い距離のものほどその差が顕著になるということだと思います。

幾何光学からは遠ざかっていましたので勉強になりました。どうもすみませんでした。(^^;

この回答への補足

たくさんの方から、回答を頂き、有り難う御座います。
水中の手を風呂場で見ると、やはり、大きく感じて見えます。おっしゃるとおり、手と目の距離が近い為か、水があるために近づいて見えると、視角（大きさ）が大きくなった感じがします。
ちょっと、気が付いたのですが、風呂の水の中をのぞいて底を見ると、水をカラにして底を見たよりも、底の視野が狭まっているように思います。やはり、近くに見えるということは、実際に視角も変わっている（大きく見えている）のでは？・・・・（近づいて見える＝大きく見える）と思いました。
水平線上の月の大きさの測定は、曇っていてまだ確認できていません。
重ねて、有り難う御座いました。

補足日時：2004/03/10 09:45

No.9 回答者： michina 回答日時： 2004/03/08 21:07

相当混乱しているようですね。

質問者さんが困ると思いますので、またもお返事したいと思います。

#7で私が答えたのは、前後左右の話で、水中にあるものは実際に大きく見えます。但し、上下（深浅）の距離は縮んで見えます。

前後左右が大きく見えるのは、水深が５０センチ以上はあった方がはっきりするような気がします。海やプールでは水深が１メートル以上の場合が多いので、よりはっきりするものです。

これは視直径を、道具を使ってはかったことはないですが、作図でも証明出来るので、目の錯覚ではないと思います。

No.8 回答者： ranx 回答日時： 2004/03/08 19:27

混乱させてはいけないので、要点だけ。

「月が水平線上で、大きく見えるのは、真空と、厚い空気の層との境の屈折で、大きく見える」
は間違い。目の錯覚によるもの。

「風呂の湯の中の手が、大きく見えるのも、水と、空気の屈折率の違いによる」は、そもそも
大きくは見えない。左右方向には元のままの大きさで、上下方向には縮んで見えます。これは
光の屈折によるものです。
No.7さんの説は少しおかしいですね。水面に近い方が縮み方が大きく、深くなれば元の大きさに
見えるはずですが。

No.5さんの説、二重丸の書き方が間違っていると思います。外側の円は内側の円の６０倍の
大きさに書かなければいけません。

No.7 回答者： michina 回答日時： 2004/03/08 18:22

いろいろ意見が出ているようですね。

「風呂の湯の中の手が、大きく見えるの」は、明らかに屈折によるものです。これは実験しても作図してもすぐわかるものです。

この場合、水中にある手が水面から離れるほど、つまり深くなるほど大きく見え、水面に近づくと元の大きさに近づきます。
目の位置が水面に近づくほど手は大きく見えるはずなのですが、自分の手を見る場合は、実験してみても距離の関係ではっきりしません。

このことを実験するには手よりは、足の方がよりはっきりします。目と水面の距離を一定にして、足を深く沈めるに連れて少しずつ大きく見えるようになっていくのがわかります。

これは、水中から水面に対して斜めに進んできた光が、空気中に出てくる時水面に近づくように屈折することから起こるものです。

No.6 回答者： hagiwara_m 回答日時： 2004/03/08 12:23

屈折は、光路が折り曲がる現象ですから、屈折面がレンズのような曲面をしていない限り、像の大きさを変えることはないと言っていいです。

風呂の中の手が大きく見えるという経験は（少なくとも私には）ないです。実際とは異なる方向から眺めるときのように見える効果があり、これは屈折によるものです。（なお、コップの中の箸が太く見えるのは曲面の屈折の効果です）

月の見かけの大きさの問題は、既にお答えが出ておりますように、遠近感に由来する錯覚と思います。これについては、同様の質問が（このサイトに限らず）いろいろあります。「教えて！」で私の記憶にあるのは以下：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=286235

ですが、この他にも検索されるといいのではないでしょうか。

No.5 回答者： runnext 回答日時： 2004/03/08 01:51

お気持ちよく分かります。

しかし私が思うのはむしろ逆で水平線上にある時に大きく見える方が不思議なんです。

月は同じ距離を維持して公転していると言うことですがそれは地球中心部を中心とした距離ですよね？
見る私たちが地球表面にいるという事は地球中心部から離れているので月は同じ距離を公転しているとは考えられないんです。

試しに二重丸を書いて中の丸を地球とし外側の円を月の軌道と仮定してみました。
地球の外周に自分のいる位置を指定して月の軌道に月を数ヶ所書いてみました。
すると自分の頭上にある時とそれよりずれている時の距離が違うんですよ。
水平線近くの方が距離があるんです、という事は小さく見えるはず？何かおかしいですね？
この計測が間違っているのでしょうか？
確かに地球は球体ですので平面に書いても分からないのですがこれは仮に自分の正面から月が出てそのまま頭上を通り真後ろに消える事を仮定しました。
日本ではそうではないですが・・・・
月がどこにあっても距離が変わらない位置は地球のマントル中心部と言う事しか思えません。

つまりは日本では月の距離が変わらない位置にあると言う事なんでしょうか？
分かりません。

回答どころか変な話をしてしまってすいません。

No.4 回答者： michina 回答日時： 2004/03/07 23:51

視直径は、五円玉を使って簡単にはかることができます。

私は実際に満月の時試したことがあります。
地平線に大きく見える月と、真上にある場合の小さく見える月を、五円玉の穴からのぞいてみました。

見えるのが大きい場合ほど、五円玉を目に近づける必要があり、小さいものを見る場合は、目から離していく必要があります。

fusigi2さんも実際に試してみてください。不思議ですが、やってみると納得出来るはずですよ。

この回答への補足

ありがとうございました。２人も経験者が答えて下さっているので、やはり目の錯覚なのかナ・・・今晩、晴れならば、夕方東の空に水平線上にひ見れられるので、５円玉でやってみまっす。

補足日時：2004/03/08 08:29

No.2 回答者： michina 回答日時： 2004/03/07 21:10

「月が水平線上で、大きく見えるのは」♯１さんがおっしゃるように目の錯覚なのだそうです。

視直径といって、器具を使って計測すると水平線上にあろうが、真上にあろうが、同じ大きさなのだそうです。

また、水の中に手を入れると大きく見えるのは、fusigi2さんがおっしゃるように屈折によものです。

この回答への補足

どうも素早い回答をありがとうございました。一般には、錯覚と言われているのですか・・・・
でも、月とか、太陽とかが、水平線上近くになったとき、大きく見えるのが、目の錯覚というのを、信じることはできません。あまりに、そのサイズが違いすぎます。今日の夕方の月は、満月で、水平線近くで、みんなが驚くほど大きかったのです。もし、物理の専門の人がおられたら、さらに、お聞きしたいと思います。実際に、計器を使用して、視直径を測ったら、必ず、違うと思います。
私は、空気凸レンズの厚さの違いによるのかなとも考えています。
ずぶの素人で、不思議がりやで申し訳ありません。さらに、情報がありましたらよろしくお願いします。有難うございました。

補足日時：2004/03/07 22:28