|
日食的基本原理与现象 日 食 晴空中的太阳正在被月亮圆圆的黑影侵蚀，日食发生了。早已得到消息的人们拿出黑胶片或熏黑的玻璃，观察着，议论着。黑影逐渐变大，然后又逐渐退出，日食结束，一切复原。日偏食并不罕见。地球上平均每百年发生240次日食，在很大的范围内都可以看到偏食现象。对于地球上的任一地点，平均3年左右就能见到一次。日全食才是真正的奇观。月亮的黑影越来越大，太阳只剩下蛾眉似的弯钩。天空迅速变暗，气温明显下降。由于太阳对地面各处辐射加热程度的变化，有时会刮起一阵阴风。飞鸟、家禽和家畜面临突然到来的黄昏，不安地返回巢舍。“蛾眉日”越来越细，终于完全消失。在最后一刹那，“黑太阳”的边缘出现一串光亮的颗粒，称为“贝利珠”。这是因为月亮边缘有高低不平的环形山，最后几缕阳光留在山谷低处，在黑暗的背景上闪亮如珠。突然降临的黑暗恍若深夜，星斗灿然出现。由于全食区范围有限，远处天边还留着一带霞光。月影周围显出平时看不到的日冕，它苍白的辉光向外逐渐减弱，这是太阳的高层大气。日全食只能持续几分钟（最多7分半），接着是另一边的贝利珠，然后是蛾眉日。月影逐渐退出太阳，天空快速转亮，人们仿佛从梦境中走出。日全食是很罕见的现象。对于地球上某一固定地点，平均大约300年才能见到一回。但是对于整个地球，每世纪平均发生60余次。月球的影锥尖以每秒1公里的速度自西向东从地面上掠过（由于地球自转，地面各处的相对速度不一），地球上只有窄窄的一条带上的地方才能看到全食。因此，热情的天文发烧友们不远万里来到预计发生全食的地点，以一睹这旷世美景为乐。有时，旅游公司会包租豪华游轮，载着一船“追星族”到海上去跟踪月影，来一次浪漫的日食游。日全食对于天文学研究有不可替代的重要意义，因此几百年来，天文学家几乎不放过任何一次日全食，有时甚至包乘飞机在天空追赶月影，以延长全食的时间，获取更好的观测资料。当月亮离地球稍远的时候发生日食，较小的月面不能将日面全部挡住，这时就发生日环食。这时太阳像一个闪亮的金环挂在天空，神奇的情景令人惊叹。有时，日食带上的一部分发生全食，另一部分发生环食，这样的日食称为全环食。 日食原理 在地球绕太阳公转和月亮绕地球公转的过程中，当月亮运行到太阳和地球之间时，如果三者排成一条直线，在地球上的一部分地方就会看到月亮挡住太阳，发生日食。因此，日食只会在阴历朔日（初一）发生（每逢初一，日、月、地大致排成一线）。 图1-1 月影与日食 本影锥落到地面上最大直径可达270公里，这是全食带的宽度上限。当然，月影会倾斜地投在地面上，造成更宽的食带，尤其是高纬度地区。 地球公转轨道（黄道）和月亮公转轨道（白道）并不在同一个平面上，而是有5o度的倾角，因此并不是每个朔日都发生日食。在地球上看来，太阳在黄道上由西向东运行，每年一周；月亮在白道上同方向运行，每月一周（恒星月27.32天）。月亮每月(朔望月29.53天)都会赶上太阳一次（合朔）。只有当太阳在黄白两道的交点（升交点或降交点）前后18o以内被月亮赶上，日食才可能发生（在前后15o以内必定发生）。这个范围称为食限，如图1-2所示。 图1-2 日月在黄白交点附近的视运动 图1-2是白道升交点的情形。图的左侧显示月面和日面刚好相切，看不到日食，这是地心的情景。显然，在地心以北，是可以看到日食的。合朔时太阳若在右侧一点，地心就可以看到；再向右，更南的地方也可以看到。显然，日食的情况与合朔时太阳在食限中的位置有关。最左边发生地球北极附近看到的偏食，靠右是北极附近看到的中心食，合朔时的太阳位置越靠右，食带越靠南。当合朔时太阳在交点附近时，中心食带就在地球赤道附近。食限的右侧则出现南极附近的中心食，南极附近的偏食（这时太阳在食限的最右侧）。在白道降交点附近，情况刚好相反；从左到右，先后是南极偏食、南极中心食、赤道中心食、北极中心食和北极偏食。 |
|
|
