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空少问答 小课堂 第四十八期 8 月 28 日 周 一 日食为何如此让人着迷？ 上周六，空少为大家留了1个问题，来看看空少的解答以及从留言中选出的最佳答案吧！ 想要查看原问题背景介绍的朋友们可以点击《问：日食为何如此让人着迷？》~下面就让我们来看看空少的解答吧！  空少正解 答：日食作为一种极易观测的天文现象，在人类历史上就十分引人关注，据记载人类最早的日食发生在夏王朝，距今已有4000多年的历史了。古代诗人多次用诗记录过日全食事件，有些诗人认为日食是个可怕的凶兆，预示着某种不详。古希腊诗人阿尔基洛克斯也为日全食写下过这样的诗句：“一切都在冥冥之中，诅咒也无济于事，万事糟糕透顶，因为奥林匹斯诸神之父宙斯用正午创造夜晚，隐去灿烂的太阳光芒，降临痛苦的恐惧于人类。”
历史上大多数关于日食的记录都将其描述成一种超自然现象，它是上天对人类的训诫，是灾难发生的前兆。在古代中国，太阳被视为天子的象征，根据天人感应学说，天子代天巡狩，日食的出现意味着上天对天子的警示，当然聪明的统治者同样也会利用日食的出现来树立自己的威望并明确自己执政的合法性。可以看出，古人对日食的认识仅仅停留在迷信阶段，人类开始真正认识到日食的科学价值并对它展开科学研究得追溯到17世纪，限于科技发展的水平，那时候的日食研究也是赤手空拳，绝大数来自日全食的知识和其科研价值都在近一个世纪才被逐渐了解。
在太阳还不被完全了解的那些日子，它的外部组成和成分一直困扰着人们。平时由于光球极为明亮，对太阳大气的了解必须借助专用的设备才能进行，效果还不见得由一次日全食出现来得好。1868年，印度发生了日食，法国天文学家就借助遮挡，测量出了日珥的光谱，发现最亮的那些谱线波长与已被证实氢元素的夫琅禾费谱线一致，因此他们认为日珥主要由氢元素组成。随后英国天文学家洛克耶的研究表明这种谱线对应着一种新元素，它被命名为氦，意为来源于太阳。
同样在19世纪中叶，科学家对日食的观测结束了一场无休止的争论：日食所看到的现象是太阳的真实组成还是某种光学幻觉。经过半个世纪对日食的观测研究，科学家最终确认了日冕的真实存在。美国天文学家在1969年的贯穿北美大陆的一次日食观测中发现日冕的光谱里发现了一条明亮的绿线，初步认为是一种新元素。直到7年后科学家才发现它实际上是由铁、镍、钙等元素9-14次电离产生的谱线，这些谱线揭示了日冕高达200万K的高温，日冕为何能达到如此高的温度至今仍是一大科学谜题。
日全食最有名的科学用途就是验证爱因斯坦的广义相对论了，简单来说就是借助日食来看看太阳的引力能否使光线弯曲，在日食期间，太阳背后恒星的位置跟平日夜晚里没有太阳时的位置不同。1919年5月29日，为验证广义相对论预言的光线弯曲，英国派出两支日食远征队进行观测，其中一支由天文学家爱丁顿率领。几个月后，他们完成了相关计算，并得出了光在太阳附近发生偏转的结论，但是测量精度并不让人信服。随着技术的发展，爱丁顿的实验被重复了多次，数码相机的快速拍照技术和高分辨率成像镜头也将验证精度不断提高到新的高度。
天文学家Eddington在1919年5月的日食拍摄下这张照片，显示了背景恒星的位置的偏离，验证了爱因斯坦的广义相对论 日食出现的短短几分钟，除了包含丰富的科学价值，观赏价值同样不容错过。当太阳就要被月亮完全遮住时，消失中的太阳光会在瞬间沿着月球边缘形成一连串耀眼的亮点，就像一串发光的珍珠高悬在天空中，这就是“贝利珠”。这种现象因英国天文学家贝利于1836年5月15日最早描述而得名。
“贝利珠”，由NASA摄影师Aubrey Gemignani拍摄 几乎就在日全食来临的同一瞬间，即将消失的最后一丝太阳光会在月球的上边缘突然表现出一定弧度的犹如钻戒般的光芒，这一耀眼夺目的光芒就被称为“钻石环”。由于月球表面有众多的环形山和山谷，崎岖不平，所以当太阳被整个月亮遮挡住的时候，部分阳光能够穿过月球的山谷而折射向地球，这也就使我们观测到了“钻石环”和“贝利珠”。
钻石环，由NASA摄影师Carla Thomas拍摄 鉴于小孔成像的原理，阳光穿过在树林间隙会在地面形成许多零散分布的太阳图像。随着日食活动的逐步展开，太阳在地面上的投影会随着太阳的侵蚀程度同步出现太阳画像，由圆形逐渐向月牙状过渡，最后越来越细直到完全消失。太阳再次显露出来时，投影像也逐渐恢复为太阳的原貌，这种现象非日食期间不可见，值得观赏一番。
小孔成像原理呈现出的树叶间日偏食，像弯弯的月亮 日全食之美远比我描述的令人着迷，也许人类对未知事物的好奇本身就是在不断地发现美。 留言区·精选 @ UFO 可以很明显地感受到的不同寻常的天文现象，当然让人觉得有意思科学价值可能主要是挡住了光球层，可以看到强光影响下看不到的东西吧…… @ 蓝 其实日食相对比较常见，我记得好像是平均每三年就有两次日全食，但是对于地球上的固定一个地点来说，日全食是非常难看到的，一个地区可能几百年乃至上千年才会被全食带扫过一次。 日全食还有相应的科学研究价值，尽管现在有了日冕仪等科学仪器，但是对于日冕等太阳的外层大气进行观测的效果还是不如对日全食时的太阳直接观测来的好，我记得好像SOHO日冕仪中间的遮光板的半径大概是1.1个太阳视半径，而月亮可以做到刚好1:1，这样一来的话一些比较靠近太阳的日冕层细微结构和日珥就可以看得很清楚。 @ ❄守护 ice-wing 日全食之所以受重视，是它的天文观测价值巨大，日全食时月球的掩盖会让原本刺眼的太阳暗下来，让不易观察的日冕层和藏在强光里的水星露出来。利用这个机会可以对很多天文、物理的问题进行验证和揭秘。许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的。 1919年的日全食，证实了光通过巨大引力场会发射扭曲从而验证了爱因斯坦广义相对论的正确性。 日全食时也可以进行日冕磁场和温度，电离层的变化和动物行为的变化的研究等。 @ 长风引 因为可以观测平常难以观察到的日冕，研究太阳风、耀斑爆发、日冕物质抛射，验证爱因斯坦的广义相对论。  |
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来自： 黑猩猩表哥 > 《国家空间科学中心》
