期待天空盛宴 — 2009日全食

[ 录入者:linq | 时间:2009-07-01 22:17:25 | 作者:林清 | 来源:少年科学2009年7月 | 浏览:17911次 ]

2009722日上午9点半左右,上海、苏州、杭州、武汉、重庆、….,长江流域众多城镇,数亿民众,将迎来一场天空盛宴。

太阳瞬间消失,天空黑暗下来,星 星 竟然在白天出现!那是可以带给你一辈子记忆的 震撼。

假如有人愿意申报,一个新的 吉尼斯记录定将诞生,这将是有史以来观看人数最多的 一次日全食!

2009年还是联合国指定的 国际天文年。天文盛事恰逢天空盛宴,怎不令人期待?

 

一、天狗为何“食”日?

灿烂的 太阳突然缺口,甚至消失!古人之惊恐可想而知,“天狗食日”的 传闻广为流传。民间百姓敲锣打鼓放鞭炮,即使贵为天子,也会率文武百官设坛祈祷,以期重新“召回”太阳。

中国早在夏代就有了疑为日食的 记载,可靠的 记录则出自《诗经·小雅》:“十月之交,朔日辛卯,日有食之”,经推算这次日食发生于周幽王六年(公元前77696日)。

日食和月食的 基本原理其实并不复杂,西汉刘向就已经明确提出了日食的 正确解释:“日蚀者,月往蔽之”。

每当月球运动到地球和太阳之间,也就是月相为朔之时,如果三者恰好位于同一直线上时,月球就会把太阳的 发光圆面部分或全部遮去,这就发生了日食。而当月球运动地球和太阳的 另一侧,月相为望之时,如果三者也恰好位于同一直线上时,地球会把照亮月球的 部分或全部阳光挡住,于是就出现了月食。

由此可知,日食必然发生在朔日(农历初一),月食一定出现在望日(农历十五或十六),这是地球上能看到日月食的 必要条件,但却并非充分。也就是说:朔日未必发生日食,望日也不一定出现月食。

地球绕太阳公转平面称为黄道面,月球绕地球公转的 平面称为白道面,白道面与黄道面的 倾斜相交约5°09′,两平面在天空中交于两点,称为黄白交点。显然,只有当月相为朔或望,月球又恰好运行至黄白交点附近时,才会发生日食或月食。

二、日食的 类别和出现规律

任何物体在太阳光照射下都会拖出一条影子。如图所示,地球和月球的 影子可以分为本影和半影。本影的 外形是一个圆锥体。月球或地球离开太阳越近,本影锥的 长度就越短。

由于月球和地球的 运转轨道均为椭圆,月地距离和日地距离时时都在变化,因此日食发生的 时候,月球的 本影锥有可能伸及地面,也可能无法到达地面,日食的 景观也因此而有所不同。

日食发生时,月球半影与地球表面相交成一个巨大的 椭圆。由于地球自转,这个椭圆在地球表面不断移动,形成一条日食带,日食带中的 观测者才能看到日食天象。

如果日食发生时,月球本影锥的 长度能够到达地球表面,就会在日食带中出现一条更窄的 全食带,只有位于全食带中才能观测到整个太阳圆面被完全遮去的 景象 日全食。而对于那些位于日食带内、全食带外的 观测者来说,就只能看到日偏食了。

如果某次日食发生时,本影锥的 长度太短而不能到达地面,那么本影锥的 延长部分(伪本影)在地面上扫过区域里的 人们,看到的 现象就是月球进入了太阳圆面,却不能把太阳完全遮去,一轮“黑日”的 周围还环绕着一圈光环,此天象即为日环食。

日、月食的 发生都是有规律的 。古人很早就开始总结日月食的 发生规律,最著名的 当属古代巴比伦人总结出的 沙罗周期,即每一次已发生的 日食或月食,每经过18年又11.3日之后便会重复出现。如今,人们已经很好地掌握了月球和地球的 运动规律,可以对日月食的 出现,包括时间、地点和食象做出十分准确的 预报。

就整个地球而言,一年中日食最多可发生5次,至少也会出现2次。因此,日食的 发生并非罕见。然而,由于只有位于全食带中的 人才能观测到日全食,而全食带的 宽度通常不超过300公里,长度不过数千公里,因此对某个具体地方来说,日全食非常罕见,平均300400年才能看到一次。

 

三、日食的 过程

    月球相对于太阳在天空中是自西向东移动的 ,因此日食发生时月球也是自西向东逐渐遮掩太阳。日全食的 全过程可分为偏食—全食—偏食三个阶段,分别由5个特征时刻来划定:

    1. 初亏。即太阳最先出现亏缺的 时刻。月面东边缘与日面西边缘外切。

    2. 食既。即太阳开始被完全遮掩的 时刻,月面东边缘与日面东边缘内切,全食阶段由此开始。

    3. 食甚。即月面中心和日面中心最接近的 时刻。

    4. 生光。即太阳脱离完全遮掩,开始重现光芒的 时刻,月面西边缘与日面西边缘内切,全食阶段结束。

5. 复圆。即太阳恢复原貌的 时刻。月面西边缘与日面东边缘外切,整个日食过程结束。对于只能观测到日偏食的 地方来说,日食过程就只有“初亏”、“食甚”和“复圆”3个特征时刻,从初亏到复圆的 整个过程都是偏食。

 

四、观赏日食切记安全

日食景观可在有保护的 情况下用肉眼观看,也可以通过望远镜来观测或摄影,有条件时还可借助摄像设备把日食全过程摄录下来。

需要特别提醒的 是,无论哪种观测方式,都绝对不可以直接用肉眼看太阳!否则会导致视网膜受损,造成无法弥补的 遗憾。当然,全食阶段的 几分钟例外,可以直接用肉眼来欣赏“黑太阳”奇观。

需要强调的 是,普通的 墨镜也是无效的 。简单可行的 办法是购买专门的 太阳观测眼镜或专用的 滤光膜。值得推荐的 另一种办法是利用针孔成像,比如取两张厚度适中的 纸板,一张上面扎一个小洞,并朝向太阳;另一张白色纸版置于后面合适的 位置上,使太阳的 投影像清晰地呈现在这张纸板上。

使用望远镜观测时,一定要在物镜前端加上太阳滤光膜。也可以采用投影成像的 方法提供多人同时观看。

 

 

五、欣赏日食看什么

(1)   色球、日冕和日珥

太阳的 外层大气分为光球、色球和日冕三层结构。我们平时只能观测底部最明亮的 光球层,只有在日全食时,明亮的 光球层被月球遮去,美丽的 色球和日冕才得以现身。

全食期间,色球表现为紧贴黑色圆球周围的 一圈玫瑰红色辉光。色球边缘常见火红色向外伸出的 日珥,它其实是太阳上经常发生的 物质抛射现象。黑色圆球的 外围最明显的 就是日冕,它是太阳最外层大气,温度高达几百万摄氏度,每次日全食时所见的 日冕形状和大小都不同。在太阳活跃期,日冕呈圆盘形;反之则呈现不规则形状。

(2)   钻石环和贝利珠

食既之前几秒钟,行将消失的 最后一抹阳光,可能会在月球边缘突然形成一段形如钻石的 耀眼光芒,有时还会形成一连串明亮的 小光点,旋即消失,这就是著名的 贝利珠现象。它是由于月球边缘存在高低起伏当太阳圆面刚好被月球遮去之际,少许阳光穿透这些缝隙而形成的 ,因缝隙大小之不同而为钻石环或贝利珠。迷人贝利珠的 闪现时间虽然非常短暂,但在生光时刻来临之际还会再现。

(3)   白天看星 星

日全食发生的 时候,天空昏暗,虽然还不是真的 黑夜,但已足以在“黑”太阳的 周围出现许多星 星 。图为星 空软件模拟的 2009年日全食时太阳附近的 星 空景象。水星 、金星 、火星 同时出现在了太阳的 周围,还可看见天狼星 、毕宿五、参宿七等亮星 。

(4)   留心你的 周围

l        天空一定会暗下来,但是暗的 程度怎样?远方是不是还存在明与暗的 分界线?

l        是否感觉一股阴气袭身?是否感觉到温度下降?不妨做一些实际的 测量,看看温度、风速、气压等是否有变化?

l        通常认为日食发生时,鸟兽会出现一些异常的 举动,实际情况怎样呢?

l        留意你周围的 人,在全食来临的 时候,会有怎样的 反应?

(5)   玩转日影斑

日食发生时,注意观察树叶茂密的 树下,会看到由于小孔成像的 原理而在地面上形成许多杂乱分布的 日影斑。随着日食过程的 开始,这些日影斑同步发生变化,颇为有趣。

有心人还可以自己DIY日影斑造型,比如在白纸上戳一些有规律的 小孔,在它的 后方就会产生许多有趣的 日影斑造型!上海马上将要迎来世博会,是不是可以设计一些世博会的 图样呢?2009年日全食的 全食带自印度起,进入中国后,横扫长江中下游人口密集的 广大地区,最后伸入浩瀚的 太平洋。包括上海、武汉、重庆在内的 中国许多城市都可以看到这次日全食,全食阶段持续时间长,太阳位置也很适中,观测条件颇为适宜。

2009722日,我们期待。

Tags:日食

责任编辑:linq

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.