查出日食,月食的形成时间,日,月,地三者的相对位置,三种日食的成因,两种月食的成因
日食、月食是光在天体中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食,发生日食需要满足两个条件。其一,日食总是发生在朔日(农历初一)。也不是所有朔日必定发生日食,因为月球运行的轨道(白道)和太阳运行的轨道(黄道)并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。如果在朔日,太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近,太阳离交点处有一定的角度(日食限),就能发生日食,这是要满足的第二个条件。
由于月球、地球运行的轨道都不是正圆,日、月同地球之间的距离时近时远,所以太阳光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。
日全食发生时,根据月球圆面同太阳圆面的位置关系,可分成五种食象:1.初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始;2.食既。初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食的开始,这时月球把整个太阳都遮住了;3.食甚。是太阳被食最深的时刻,月球中心移到同太阳中心最近;4.生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光,是日全食的结束;从食既到生光一般只有二三分钟,最长不超过七分半钟;5.复圆。生光后大约一小时,月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆,从这时起月球完全“脱离”太阳,日食结束。
月球表面有许多高山,月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时,未遮住部分形成一个发光区,像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”,整体看来,很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒。有时形成许多特别明亮的光线或光点,好像在太阳周围镶嵌一串珍珠,称作倍利珠(倍利是法国天文学家)。
无论是日偏食、日全食或日环食,时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限,这是因为月球比较小,它的本影也比较小而短,因而本影在地球上扫过的范围不广,时间不长,由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离 (384400公里),就整个地球而方,日环食发生的次数多于日全食。
【图片说明】
图片说明:太阳的一部份怎么会消失了? 这是那部分的太阳刚好那时躲藏在月亮后面。 这是2005年的第一个日偏食也是到2006年三月前可观测到的最后一次日全食图。日食其间,太阳、月亮与地球是在一直线上。这次的日全食首先在南太平洋登场,可观测偏食的地区则跨越南美洲与靠南方的北美地区。上面这张影像的景物是由手持数字相机在上周五所拍摄的。美国 北卡罗莱那州 Holly山区在整日霏雨后,部分被食掉的太阳暂时地从满天乌云中穿出。拍摄了一连串的影像后,这张最佳的日食照片是与另一张没那么好但有飞机的照片数字合成而来。
【次数】
以下是20世纪(1901-1999)发生全世界范围内日食的次数:
日偏食 78
日环食 73
日全食 71
混合食 6
总计 228
【观看日食的知识】
期间,太阳不会发出任何特殊的射线。日食的观测常常被曲解,太阳不会预知地球上日食的发生,不会发出其它的射线,因此日食时待在室外并无害处。但看日偏食时应该 凝视还是匆匆一瞥呢?日食时太阳光虽比平时弱很多,但如若直视,对眼睛还是有伤害,可 能损伤眼角膜。人们由于好奇心,会凝视或斜视太阳。当然,日偏食还是很刺眼的,如果你 看太阳久一点,没等你反应过来你的眼角膜已经受损。日食时眼睛受损不是因为太阳的异常, 而是人们由于好奇而没注意保护措施。无论日食发生与否,都不要用眼睛直视太阳; 不要用所谓的“墨镜”; 不要用“太阳镜”,甚至几个叠放也不行;不要看太阳在镜子或水面的像;
用14号焊接镜看太阳; 用有特殊涂层的迈拉镜观看,这可以从著名的天文馆或科学博物馆获得;构制一个孔式投射器。
【日食的故事】
对古代人而言,日食是十分可怕的。如果你能了解太阳对粮食耕种、日常生活的影响, 你就会关心天上的太阳为什么突然不见了。中国古代认为日食是因为一条龙吞掉了太阳,其 它的文明也认为这是不祥之兆,有许多“解决方法”:打鼓、朝天空射箭、拿物或人祭祀等。 据传,曾经有一次致命的日食报告错误。这是说公元前二世纪的两个中国天文家由于 一些原因没报告日食。那时的中国帝王认为自己是天子,十分重视天象,认为那是上天给的 暗示,因此他请了一批天文家定期观测天象。那时彗星和流星不能被预言,但日食是可以预 测的。两位天文家没有告诉帝王日食这一重大天象的发生,帝王盛怒,将两人斩首示众。那时的天文学家比现在危险得多。
附录
【太阳的相关知识】
日珥
日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。日珥出现时,大气层的色球酷似燃烧着的草原,玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,形状千资百态,有的如浮云,有的似拱桥,有的像喷泉,有的酷似团团草丛,有的美如节日礼花,而整体看来它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环,由此得名为“日珥”。 日珥的上升高度约几万公里,大的日珥可高于日面几十万公里,一般长约20万公里,个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多,所以平时不能用肉眼观测到它,只有在日全食时才能直接看到。 日珥是非常奇特的太阳活动现象,其温度在5000~8000K之间,大多数日珥物质升到一定高度后,慢慢地降落到日面上,但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层,即不附落,也不瓦解,就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪,而且,日珥物质的密度比日冕高出1000~10000倍,两者居然能共存几个月,实在令人费解。
日冕
太阳最外层的大气称为日冕。日冕延伸的范围达到太阳直径的几倍到几十倍。在太阳活动极大年,日冕接近圆形;在太阳宁静年则呈椭圆形。
b]日冕中有大片不规则的暗黑区域,叫冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种:极区冕洞,孤立冕洞,延伸冕洞。太阳能以太阳风----物质粒子流的形式失去物质。冕洞是高速太阳风的重要源泉。 日冕物质抛射是发生在日冕的非常宏观庞大的物质和磁场结构,它是大尺度致密等离子体的突然爆发现象。对地球影响最大的莫过于它。当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时,地球两极就出现极光。极光的形态千变万化。太阳系内某些具有磁场的行星上也有极光。发生在日冕的耀斑叫X射线耀斑,它的波长只有1~8埃或更短。它直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。
日浪
太阳光球层物质的一种抛射现象。通常发生在太阳黑子上空,具有很强的重复出现的本领,当一次冲浪沿上升的路径下落后,又会触发新的冲浪腾空而起,如此重复不断,但其规模和高度则一次比一次小,直至消失。位于日面边缘的冲浪表现为一个小而明亮的小丘,顶部以尖钉形状向外急速增长。上升的高度各不相等,小冲浪只有区区几百公里,大冲浪则可达5000公里,最大的竟达1~2万公里。抛射的最大速度每秒可达100~200公里,要比最快的侦察机快100多倍。当它们到达最高点后,受太阳引力的影响,便开始下降,直至返回到太阳表面。人们从高分辩率的观测资料中发现,冲浪是由非常小的一束纤维组成,每条纤维间相距很小,作为整体一起发亮,一起运动。
太阳活动预报
日地空间环境状态的变化对现代生活、生产所依赖的现代尖端技术显得越来越重要。前面已提到,X射线耀斑直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。太阳质子事件会危及宇航员和宇宙飞行器上的传感器及控制设备,对在高纬地区飞行的旅客和乘务人员也构成辐射威胁。另外有人统计,剧烈的太阳活动与地震、火山爆发、旱涝灾害、心脏和神经系统疾病的发生及交通事故都有关系。 所以,太阳活动和日地物理预报是非常重要的。太阳活动预报分为长期、中期、短期预报和警报。日地空间环境作为系统的科学研究对象是在1957年人类进入太空开始的。50至70年代是探索阶段,人们逐步认识到太空环境的重要性。在大量探测的基础上建立了描述环境的静态模式,对一些重大的航天活动做了安全性的预报。80年代以后,在需求的推动下,日地空间环境的研究得到迅速的发展。自1979年开始每隔四年一次的国际日地预报会议均如期举行,规模逐次扩大。为了联合和协调各主要国家的工作,成立了联合的预报中心。总部设在美国,有10个区域警报中心分布于全球。我们 北京区域警报中心是其中之一。进入90年代以后科学家们形象地称之为“空间天气”。
太阳活动周期
这一周期平均为22年,它包含两个11年的太阳黑子周期,在每个周期中,太阳黑子的磁极极性相反,而其他各种日面现象的变化也象黑子一样有两次高潮和两次低潮。这些日面现象包括日珥、耀斑和磁效应等的频数起伏,磁效应则包括极光和对地球上无线电干扰的增强。太阳黑子的11年基本周期(有时也称为太阳活动周)是施瓦贝于1843年宣布发现的。有人企图把太阳活动周期同其他各种现象的变化联系在一起,如太阳直径的微小变化、树木年轮的变化,甚至连股票市场行情的涨落都同太阳活动周期有关。
月食是一种特殊的天文现像,指当月球运行至地球的阴影部份时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭,现看到月球缺了一块。
也就是说,此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直在线,因此从太阳照射到月球的光线,会被地球所掩盖。
以地球而言,当月食发生的时候,太阳和月球的方向会相差 180 度,所以月食必定发生在‘望’(即农历15日前后)。要注意的是,由于太阳和月球在天空的轨道 (称为黄道和白道) 并不在同一个平面上,而是有约 5 度的交角,所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近,才有机会连成一条直线,产生月食。
【月食的分类】
月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。至于半影月食,是指月球只是掠过地球的半影区,造成月面亮度极轻微的减弱,很难用肉眼看出差别,因此不为人们所注意。
地球的直径大约是月球的4倍,在月球轨道处,地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上,月亮就会完全进入地球的本影,而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时,即只有部分月亮进入地球的本影,就发生月偏食。
太阳的直径比地球的直径大得多,地球的影子可以分为本影和半影。如果月球进入半影区域,太阳的光也可以被遮掩掉一些,这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈,月面的光度只是极轻微减弱,多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下,由于较不易为人发现,故不称为月食,所以月食只有月全食和月偏食两种。
另外由于地球的本影比月球大得多,这也意味著在发生月全食时,月球会完全进入地球的本影区内,所以不会出现月环蚀这种现象。
每年发生月食数一般为2次,最多发生3次,有时一次也不发生。因为在一般情况下,月亮不是从地球本影的上方通过,就是在下方离去,很少穿过或部分通过地球本影,所以一般情况下就不会发生月食。
据观测资料统计,每世纪中半影月食,月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60%,34.46%和28.94%。
【月食的过程】
月全蚀后半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时肉眼觉察不到。
正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
初亏:标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影,月球与地球本影第一次外切。
食既:月球的西边缘与地球本影的西边缘内切,月球刚好全部进入地球本影内。
食甚:月球的中心与地球本影的中心最近。
生光:月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。
复圆:月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。
月球被食的程度叫“食分”,它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。
半影食终:月球离开半影,整个月食过程正式完结。
【月食与科学研究】
月食现象一直推动着人类认识的发展。
最早的月食记录是前2283年美索不达米亚的记录。中国在汉朝时,张衡就已经发现了月食的原理。前4世纪的亚里士多德根据月食看到地球影子的圆形而推断出地球是圆的。前3世纪古希腊的天文学家阿里斯塔克(Aristarchus)、前2世纪的喜帕恰斯(Hipparchus)都提出过通过月食来测定太阳、地球、月亮的大小。伊巴谷还提出在相距遥远的两个地方同时观测月食,来测量地理经度。2世纪,托勒密利用古代月食记录来研究月球运动,这种方法一直延用到今天。在火箭和人造地球卫星出现之前,科学家一直通过观测月食来探索地球的大气结构。
在农历十五、十六,月亮运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上,月亮就会进入地球的本影,而产生月全食。如果只有部分月亮进入地球的本影,就产生月偏食。当月球进入地球的半影时,应该是半影食,但由于它的亮度减弱得很少,不易察觉,故不称为月食,所以月食只有月全食和月偏食两种。 月食都发生在望(满月),但不是每逢望都有月食,这和每逢朔不都出现日食是同样的道理。
日食: 发生时间:农历初一 。
日、月、地三者相对位置:月位于日、地之间
三种日食的成因:
日全食:在本影区的地方
日偏食:在半影区的地方
日环食:在伪影区的地方
月食: 发生时间:农历十五
日、月、地三者相对位置:地位于日、月之间
两种月食的成因:
月全食:整个月球进入本影区
月偏食:部分月球进入本影区
日食和月食与太阳、地球和月球三者的位置直接相关;由于地球和月亮都是不透明的星球,其本身也不会发光,我们所看到的月亮其实是月球反射的太阳光,有机会到太空中看看我们的地球,你也会发现她比月亮更加漂亮。我们的地球是多彩的,同时它的光明也来自太阳,如果你在太空的位置处在地球背对太阳的一面,你也会看不到地球的模样。
从发生日食和月食的时间来说,日食的时间往往在我们农历的每月初一,而月食就在每月的十五。俗话称“躲过了初一躲不过十五”。因为每月的初一,月亮的位置正好位于太阳与地球之间,它是和太阳同时升起同时落下的,在农历上称为朔,也就是看不到月亮的日子,但是出于地球与月球公转的相互关系,有时月球就会与太阳、地球成为一条线,被月亮挡住了阳光的地区就形成了日食,完全见不到太阳的地区是日全食、部分能见到太阳的地区就是日偏食。
还有在特定的时候,一定的地区可以看到月亮挡住了太阳中间部位,这就是日环食。这和月亮公转的近地点、远地点以及地球所处公转轨道的位置有关。 每月的十五是农历所说的望日,应该是月圆的日子,在太阳落下的时候月亮升起,太阳、地球、月亮也是在一条线上,地球夹在太阳和月亮之间,如果正好地球挡住了太阳照往月亮的光线,地球的影子就投在了月亮上,于是就会出现月食,当然也会分为全食、偏食和 月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。
当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。至于半影月食,是指月球只是掠过地球的半影区,造成月面亮度极轻微的减弱,很难用肉眼看出差别,因此不为人们所注意。
日食的时间往往在我们农历的每月初一,而月食就在每月的十五。
俗话称“躲过了初一躲不过十五”。因为每月的初一,月亮的位置正好位于太阳与地球之间,它是和太阳同时升起同时落下的,在农历上称为朔。
出于地球与月球公转的相互关系,有时月球就会与太阳、地球成为一条线,被月亮挡住了阳光的地区就形成了日食,完全见不到太阳的地区是日全食、部分能见到太阳的地区就是日偏食。
还有在特定的时候,一定的地区可以看到月亮挡住了太阳中间部位,这就是日环食。这和月亮公转的近地点、远地点以及地球所处公转轨道的位置有关。
每月的十五是农历所说的望日,应该是月圆的日子,在太阳落下的时候月亮升起,太阳、地球、月亮也是在一条线上,地球夹在太阳和月亮之间,如果正好地球挡住了太阳照往月亮的光线,地球的影子就投在了月亮上,于是就会出现月食,当然也会分为全食、偏食。
月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。至于半影月食,是指月球只是掠过地球的半影区,造成月面亮度极轻微的减弱,很难用肉眼看出差别,因此不为人们所注意。
日食:
(1)发生时间:农历初一
(2)日、月、地三者相对位置:月位于日、地之间
(3)三种日食的成因:
日全食:在本影区的地方
日偏食:在半影区的地方
日环食:在伪影区的地方
月食:
(1)发生时间:农历十五
(2)日、月、地三者相对位置:地位于日、月之间
(3)两种月食的成因:
月全食:整个月球进入本影区
月偏食:部分月球进入本影区