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【关键词】日食;月食
日食和月食是自然界的一种天文现象。在平时的生活中,我们不免产生这样的疑问,为什么会发生日食和月食现象呢?它们的发生发展有什么样的规律吗?
1 日月食的成因
地球绕太阳公转,月球绕地球转动。太阳、地球和月球三者的位置关系,每时每刻都是在变化着的。当我们看到太阳和月亮在地球的同一方向时,也就是太阳黄经与月球黄经相等时,三者的这种位置关系叫做“朔”;当太阳和月球在地球的相反方向时,也就是太阳黄经和月球黄经相差180°时,三者的这种位置关系叫做“望”。
地球和月球都是本身不发光而又不透明的球体,他们仅仅反射太阳光。地球和月球在太阳光的照射下,背着太阳光的一面都会拖着一条长长的影子。当朔的时候,月球运行到太阳和地球之间,如果这时太阳、月球和地球三者恰好或者几乎在一条直线上,月球的影子就会扫到地面上来,那么,被月球影子扫过的人们就会看到太阳被黑东西遮住,这样就放生了日食。显然日食的发生在朔日,即农历初一。
当望日的时候,如果太阳、地球、月球三者恰好或者几乎在一条直线上,地球居中,那么月球就会运行到地球的影子当中,射向月球的太阳光就会被地球挡住,使得部分月面或者整个月面照射不到太阳光。于是就发生了月食。可见,月食的发生一定在望日,即农历的十五或者十六。
2 为什么不是每个月的朔日都发生日食,每个月的望日都发生月食?
日食发生一定是在朔日,月食发生一定是在望日?那么为什么不是每个月的朔日都发生日食,也不是每个月的望日都发生月时的呢?我们知道地球绕太阳公转的轨道平面叫黄道平面,月球绕地球公转的轨道平面叫白道平面,然而这两个平面并不重合,而是存在一个5?9′的交角。所以只有朔日或者望日,当月亮运行到白道平面和黄道平面的升交点和降交点附近时才可能发生日食或者月食。
3 日月食的种类
日食有三种日全食、日偏食和日环食。我們能看到什么样的日食,取决于我们处在月球影子的哪个部位?月球的影子可以分为本影、半影、伪本影三部分。在本影内,太阳光盘全部被挡住,所以被月球本影覆盖的地球上的人们就会看到太阳全部被月球挡住,这叫做日全食。由于太阳是个球形光源,所以在月球本影周围还有一个黑暗与光明的过度区域,这个区域要比本影大得多,叫做半影。被月球半影的覆盖范围内的地球上的人们就会看到太阳只有一部被月球遮住,这叫日偏食。月球本影影锥的延伸部分,是一个与月球本影同轴而反向的发射圆锥。叫做伪本影。在伪本影的范围内,地球上的人们会看到月球不能全部挡住太阳,太阳的边缘还剩下一圈光环。这叫日环食。
为什么月球的影子有时是本影部分扫过地面,有时是半影部分扫过地面,有时是伪本影扫过地面呢?这是因为在日食发生时,地球,月球,太阳之间的距离变化而造成的。我们都知道,地球绕太阳的公转轨道是椭圆形的,月球绕地球公转的轨道也是椭圆形的。所以,日、地、月三者的距离关系每时每刻都在变化。月球离太阳越近,月球的本影就会越短;反之,越长。计算表明,月球本影的长度最长时可达379660km,最短时可达367000km,平均长度是373330km。而月球到地面的距离平均为384400km,最近时为350422km,最远时为400522km。因此,当月球本影的长度超过月地距离时,月球的本影就会扫过地球表面,人们就会看到日全食。但是,当月球本影的长度小于月地距离时,月球的本影就不会扫过地球表面,而是本影尖端延长出来的伪本影扫过地球表面,人们就会看到日环食。
同样,在太阳光的照射下,地球的影子也会形成本影,半影,伪本影三部分。在望日时,当月球整个进入地球的本影中时,我们就会看到月球全部被黑影挡住,就会发生月全食;当月球部分进入地球的本影中时,我们会看到月球表面部分被黑影挡住,就会发生月偏食。月全食和月偏食都叫做本影月食。如果月球只是进入地球的半影中,就会发生半影月食。但是因为发生半影月食时,地球半影中仍然有阳光,所以半影月食的月面仍然是亮的,只是比平时暗一点,用肉眼不容易观察到。我们通常所说的月食都是指的本影月食。
与日食不同,月食的种类只有月全食和月偏食,而没有月环食。这是为什么呢?这是因为地球比月球大得多,地球的本影比月球的本影也长得多。地球的本影最短时也可达到1360000km,远远大于地球和月球的平均距离。所以发生月食时,月球只能进入地球的本影当中,永远也不会进入地球的伪本影中,也就是永远不会发生月环食。
4 日月食的过程
由于月球公转方向是自西向东,因此,每次日食总是从太阳光轮的西边缘开始。日食的过程包括初亏、食既、食甚、生光、复圆等阶段。
初亏是月球东边缘和太阳西边缘相外切的时刻,是日食的开始。初亏过后我们会看到太阳被一个黑影慢慢遮住,大约一小时之后月球的东边缘与太阳的东边缘相内切,这一过程叫做食既。食既是日全食的开始,从这一时刻,太阳就全部被月球挡住。当月球的中心移到太阳距离太阳的中心最近的时刻,叫做食甚。食甚是太阳被食最深的时刻。当月球的西边缘与太阳的西边缘相内切的时刻,这个过程叫做生光。生光预示着日全食结束。我们能看到日全食的过程比较短,一般也就2到3分钟,最长不会超过7分钟。生光后约一个小时,我们看到的都是日偏食,直到月球的西边缘与太阳的东边缘相外切,日食结束。如果只能看到日偏食,那么日偏食的过程只包括初亏、食甚、复圆三个过程。
而每次月食总是从月轮的东边缘开始。月食也会经历初亏、食既、食甚、生光、复圆等阶段。
日食和月食是自然界的一种天文现象。在平时的生活中,我们不免产生这样的疑问,为什么会发生日食和月食现象呢?它们的发生发展有什么样的规律吗?
1 日月食的成因
地球绕太阳公转,月球绕地球转动。太阳、地球和月球三者的位置关系,每时每刻都是在变化着的。当我们看到太阳和月亮在地球的同一方向时,也就是太阳黄经与月球黄经相等时,三者的这种位置关系叫做“朔”;当太阳和月球在地球的相反方向时,也就是太阳黄经和月球黄经相差180°时,三者的这种位置关系叫做“望”。
地球和月球都是本身不发光而又不透明的球体,他们仅仅反射太阳光。地球和月球在太阳光的照射下,背着太阳光的一面都会拖着一条长长的影子。当朔的时候,月球运行到太阳和地球之间,如果这时太阳、月球和地球三者恰好或者几乎在一条直线上,月球的影子就会扫到地面上来,那么,被月球影子扫过的人们就会看到太阳被黑东西遮住,这样就放生了日食。显然日食的发生在朔日,即农历初一。
当望日的时候,如果太阳、地球、月球三者恰好或者几乎在一条直线上,地球居中,那么月球就会运行到地球的影子当中,射向月球的太阳光就会被地球挡住,使得部分月面或者整个月面照射不到太阳光。于是就发生了月食。可见,月食的发生一定在望日,即农历的十五或者十六。
2 为什么不是每个月的朔日都发生日食,每个月的望日都发生月食?
日食发生一定是在朔日,月食发生一定是在望日?那么为什么不是每个月的朔日都发生日食,也不是每个月的望日都发生月时的呢?我们知道地球绕太阳公转的轨道平面叫黄道平面,月球绕地球公转的轨道平面叫白道平面,然而这两个平面并不重合,而是存在一个5?9′的交角。所以只有朔日或者望日,当月亮运行到白道平面和黄道平面的升交点和降交点附近时才可能发生日食或者月食。
3 日月食的种类
日食有三种日全食、日偏食和日环食。我們能看到什么样的日食,取决于我们处在月球影子的哪个部位?月球的影子可以分为本影、半影、伪本影三部分。在本影内,太阳光盘全部被挡住,所以被月球本影覆盖的地球上的人们就会看到太阳全部被月球挡住,这叫做日全食。由于太阳是个球形光源,所以在月球本影周围还有一个黑暗与光明的过度区域,这个区域要比本影大得多,叫做半影。被月球半影的覆盖范围内的地球上的人们就会看到太阳只有一部被月球遮住,这叫日偏食。月球本影影锥的延伸部分,是一个与月球本影同轴而反向的发射圆锥。叫做伪本影。在伪本影的范围内,地球上的人们会看到月球不能全部挡住太阳,太阳的边缘还剩下一圈光环。这叫日环食。
为什么月球的影子有时是本影部分扫过地面,有时是半影部分扫过地面,有时是伪本影扫过地面呢?这是因为在日食发生时,地球,月球,太阳之间的距离变化而造成的。我们都知道,地球绕太阳的公转轨道是椭圆形的,月球绕地球公转的轨道也是椭圆形的。所以,日、地、月三者的距离关系每时每刻都在变化。月球离太阳越近,月球的本影就会越短;反之,越长。计算表明,月球本影的长度最长时可达379660km,最短时可达367000km,平均长度是373330km。而月球到地面的距离平均为384400km,最近时为350422km,最远时为400522km。因此,当月球本影的长度超过月地距离时,月球的本影就会扫过地球表面,人们就会看到日全食。但是,当月球本影的长度小于月地距离时,月球的本影就不会扫过地球表面,而是本影尖端延长出来的伪本影扫过地球表面,人们就会看到日环食。
同样,在太阳光的照射下,地球的影子也会形成本影,半影,伪本影三部分。在望日时,当月球整个进入地球的本影中时,我们就会看到月球全部被黑影挡住,就会发生月全食;当月球部分进入地球的本影中时,我们会看到月球表面部分被黑影挡住,就会发生月偏食。月全食和月偏食都叫做本影月食。如果月球只是进入地球的半影中,就会发生半影月食。但是因为发生半影月食时,地球半影中仍然有阳光,所以半影月食的月面仍然是亮的,只是比平时暗一点,用肉眼不容易观察到。我们通常所说的月食都是指的本影月食。
与日食不同,月食的种类只有月全食和月偏食,而没有月环食。这是为什么呢?这是因为地球比月球大得多,地球的本影比月球的本影也长得多。地球的本影最短时也可达到1360000km,远远大于地球和月球的平均距离。所以发生月食时,月球只能进入地球的本影当中,永远也不会进入地球的伪本影中,也就是永远不会发生月环食。
4 日月食的过程
由于月球公转方向是自西向东,因此,每次日食总是从太阳光轮的西边缘开始。日食的过程包括初亏、食既、食甚、生光、复圆等阶段。
初亏是月球东边缘和太阳西边缘相外切的时刻,是日食的开始。初亏过后我们会看到太阳被一个黑影慢慢遮住,大约一小时之后月球的东边缘与太阳的东边缘相内切,这一过程叫做食既。食既是日全食的开始,从这一时刻,太阳就全部被月球挡住。当月球的中心移到太阳距离太阳的中心最近的时刻,叫做食甚。食甚是太阳被食最深的时刻。当月球的西边缘与太阳的西边缘相内切的时刻,这个过程叫做生光。生光预示着日全食结束。我们能看到日全食的过程比较短,一般也就2到3分钟,最长不会超过7分钟。生光后约一个小时,我们看到的都是日偏食,直到月球的西边缘与太阳的东边缘相外切,日食结束。如果只能看到日偏食,那么日偏食的过程只包括初亏、食甚、复圆三个过程。
而每次月食总是从月轮的东边缘开始。月食也会经历初亏、食既、食甚、生光、复圆等阶段。