所謂"食"就是指一個天體被另一個天體或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食主要有日全食、日偏食及日環(huán)食三種。日食發(fā)生的原理是地球上的局部地區(qū)被月影所遮蓋而造成的。日食必發(fā)生在朔日,即農(nóng)歷的初一(朔)。這是因為只有在那一天,月亮才會出現(xiàn)在太陽與地球之間的連線上,這樣才有可能使月球擋住太陽而形成日食。同樣地,月食一定出現(xiàn)在望日,即農(nóng)歷十五。 大家可能會問,為什么不是每個月的初一都會有日食,還有,為什么不是每個月的十五都會有月食呢?這是因為除了上面的條件外,影響日食和月食出現(xiàn)的還有其他一些因素。我們把地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道稱為黃道,把月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的軌道稱為白道。黃道平面與白道平面不是相同的,它們之間平均有5°09′的夾角,并且隨時發(fā)生變化。只有當月球運行到黃道和白道的升交點和降交點附近時,才會發(fā)生日食。 日食的種類 日食共有三種,即:日偏食、日環(huán)食和日全食。月球遮住太陽的一部分叫日偏食。月球只遮住太陽的中心部分,在太陽周圍還露出一圈日面,好象一個光環(huán)似的叫日環(huán)食。太陽被完全遮住的叫日全食。這三種不同的日食的發(fā)生跟太陽、月球和地球三者的相互變化著的位置有關(guān),并且也決定于月球與地球之間的距離變化。 月球比太陽小得多,它的直徑大約是太陽直徑的四百分之一,而月球與地球間距離也差不多是太陽與地球間距離的四百分之一,所以從地球上看,月亮與太陽的圓面大小差不多相等,因而能把遮住而發(fā)生日食。 地球公轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)軌道都是橢圓,不論是太陽與地球間距離,還是月球與地球間距離,并不是固定不變的,而有時比較遠,有時又比較近,因此月球本影的長短也不一樣,月球本影最長時有379660公里,最短時為367000 公里,而地球與月球之間的距離最近時為356700公里,最遠時達406700公里。如果某個時刻月球本影比地球與月球之間的距離大,地球上被月球本影掃過的地帶就可以看到日全食。如果月球本影比地球與月球之間的距離小,月球本影的尖端到不了地球的表面,那么在影尖延長出來的小影錐(叫偽本影)掃過的地帶可以看到日環(huán)食。被月球半影掃過的地帶均可以看到日偏食,在偏食區(qū)內(nèi)離全食區(qū)越近,偏食的程度就越大。月球本影和半影沒有掃過的地方,根本看不見日食。 以下是本世紀(1901-1999)發(fā)生全世界范圍內(nèi)日食的次數(shù): 種類 次數(shù) 日偏食 78 日環(huán)食 73 日全食 71 混合食 6 總計 228 日食的過程 日食的過程可分為五個階段,而只有日全食才擁有全部過程,日偏食和日環(huán)食則沒有食既和生光。初虧:太陽與月球第一次外切,太陽光球西面剛切入月球東面的時刻。食既:太陽與月球第一次內(nèi)切,太陽光球剛完全被月球掩蔽的時刻。食甚:月球中心與太陽中心距離最小的時刻。生光:太陽與月球第二次內(nèi)切,太陽光球剛從月球西面露出來的時刻。復(fù)圓:太陽與月球第二次外切,太陽光球剛完全離開月球背后的時刻。初虧、食既、生光和復(fù)圓又分別稱為第一、第二、第三、第四接觸。 日食的規(guī)律與周期 由于地球繞太陽和月亮繞地球的公轉(zhuǎn)運動和黃白交點的移動都是有規(guī)律的,所以相隔一定的時間就會發(fā)生一次大致類似的日、月食。早在古代,巴比倫人就根據(jù)對日食和月食的長期統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)了日、月食的循環(huán)周期為233個朔望月,也就是18年11又1/3日,即沙羅周期。 如何觀測日食? 觀測日食,不要用眼睛直接正對著太陽觀看。幾十年前,就因為直接用眼睛看日食,德國有幾十人雙目失明!直接用眼睛看早日食為什么會傷害眼睛甚至使人雙目失明?原來太陽光以及其中看不見的紅外線中包含大量的熱能,被物體吸收后會產(chǎn)生大量的熱。大家都有這樣的體會,用眼睛直接看太陽,即使只看短短的一剎那,眼睛就會受到很大的刺激,好久好久眼前一片昏暗,很難恢復(fù)過來,這是因為眼睛里有一個水晶體,它能起聚光鏡的作用。對準太陽看,太陽的熱能被它聚集在眼底的視網(wǎng)膜上,就會覺得刺眼;如果經(jīng)過一些時間后,視網(wǎng)膜就會被燒傷而失去視力。在發(fā)生日食時,大部分時間都是偏食,月亮只擋住了一部分太陽,剩下的部分仍然和平常一樣,所以直接用眼睛看的時間長了,同樣會燒傷眼晴的。通??捎靡粔K涂了黑的玻璃放在眼睛前面看(或者把玻璃放在煙火上面熏黑)。墨層的厚度要均勻,能使眼睛透過它而看到太陽成為古銅色,看上去既不刺眼,又能看清楚。有時也把加了墨汁的水倒人盆中,觀看映在水中的太陽。也有的拿完全曝光的相片底片,幾個疊在一起觀看。用望遠鏡觀看的人,必須在鏡片前加上濾光片,原理也同樣是為了減弱太陽光, 使它不致燒傷眼睛。但無論如何絕對不能把眼睛湊近望遠鏡直接去看太陽,否則就會把你的眼晴燒傷。在不觀測時,不要將望遠鏡或相機指向太陽,并須蓋上鏡頭蓋,以免鏡頭過分吸熱,導(dǎo)致爆裂。
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