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          2. 期待天空盛宴 — 2009日全食

            [ 錄入者:linq | 時間:2009-07-01 22:17:25 | 作者:林清 | 來源:少年科學2009年7月 | 瀏覽:20749次 ]

            2009722日上午9點半左右,上海、蘇州、杭州、武漢、重慶、….,長江流域眾多城鎮,數億民眾,將迎來一場天空盛宴。

            太陽瞬間消失,天空黑暗下來,星 星 竟然在白天出現!那是可以帶給你一輩子記憶的 震撼。

            假如有人愿意申報,一個新的 吉尼斯記錄定將誕生,這將是有史以來觀看人數最多的 一次日全食!

            2009年還是聯合國指定的 國際天文年。天文盛事恰逢天空盛宴,怎不令人期待?

             

            一、天狗為何“食”日?

            燦爛的 太陽突然缺口,甚至消失!古人之驚恐可想而知,“天狗食日”的 傳聞廣為流傳。民間百姓敲鑼打鼓放鞭炮,即使貴為天子,也會率文武百官設壇祈禱,以期重新“召回”太陽。

            中國早在夏代就有了疑為日食的 記載,可靠的 記錄則出自《詩經·小雅》:“十月之交,朔日辛卯,日有食之”,經推算這次日食發生于周幽王六年(公元前77696日)。

            日食和月食的 基本原理其實并不復雜,西漢劉向就已經明確提出了日食的 正確解釋:“日蝕者,月往蔽之”。

            每當月球運動到地球和太陽之間,也就是月相為朔之時,如果三者恰好位于同一直線上時,月球就會把太陽的 發光圓面部分或全部遮去,這就發生了日食。而當月球運動地球和太陽的 另一側,月相為望之時,如果三者也恰好位于同一直線上時,地球會把照亮月球的 部分或全部陽光擋住,于是就出現了月食。

            由此可知,日食必然發生在朔日(農歷初一),月食一定出現在望日(農歷十五或十六),這是地球上能看到日月食的 必要條件,但卻并非充分。也就是說:朔日未必發生日食,望日也不一定出現月食。

            地球繞太陽公轉平面稱為黃道面,月球繞地球公轉的 平面稱為白道面,白道面與黃道面的 傾斜相交約5°09′,兩平面在天空中交于兩點,稱為黃白交點。顯然,只有當月相為朔或望,月球又恰好運行至黃白交點附近時,才會發生日食或月食。

            二、日食的 類別和出現規律

            任何物體在太陽光照射下都會拖出一條影子。如圖所示,地球和月球的 影子可以分為本影和半影。本影的 外形是一個圓錐體。月球或地球離開太陽越近,本影錐的 長度就越短。

            由于月球和地球的 運轉軌道均為橢圓,月地距離和日地距離時時都在變化,因此日食發生的 時候,月球的 本影錐有可能伸及地面,也可能無法到達地面,日食的 景觀也因此而有所不同。

            日食發生時,月球半影與地球表面相交成一個巨大的 橢圓。由于地球自轉,這個橢圓在地球表面不斷移動,形成一條日食帶,日食帶中的 觀測者才能看到日食天象。

            如果日食發生時,月球本影錐的 長度能夠到達地球表面,就會在日食帶中出現一條更窄的 全食帶,只有位于全食帶中才能觀測到整個太陽圓面被完全遮去的 景象 日全食。而對于那些位于日食帶內、全食帶外的 觀測者來說,就只能看到日偏食了。

            如果某次日食發生時,本影錐的 長度太短而不能到達地面,那么本影錐的 延長部分(偽本影)在地面上掃過區域里的 人們,看到的 現象就是月球進入了太陽圓面,卻不能把太陽完全遮去,一輪“黑日”的 周圍還環繞著一圈光環,此天象即為日環食。

            日、月食的 發生都是有規律的 。古人很早就開始總結日月食的 發生規律,最著名的 當屬古代巴比倫人總結出的 沙羅周期,即每一次已發生的 日食或月食,每經過18年又11.3日之后便會重復出現。如今,人們已經很好地掌握了月球和地球的 運動規律,可以對日月食的 出現,包括時間、地點和食象做出十分準確的 預報。

            就整個地球而言,一年中日食最多可發生5次,至少也會出現2次。因此,日食的 發生并非罕見。然而,由于只有位于全食帶中的 人才能觀測到日全食,而全食帶的 寬度通常不超過300公里,長度不過數千公里,因此對某個具體地方來說,日全食非常罕見,平均300400年才能看到一次。

             

            三、日食的 過程

                月球相對于太陽在天空中是自西向東移動的 ,因此日食發生時月球也是自西向東逐漸遮掩太陽。日全食的 全過程可分為偏食—全食—偏食三個階段,分別由5個特征時刻來劃定:

                1. 初虧。即太陽最先出現虧缺的 時刻。月面東邊緣與日面西邊緣外切。

                2. 食既。即太陽開始被完全遮掩的 時刻,月面東邊緣與日面東邊緣內切,全食階段由此開始。

                3. 食甚。即月面中心和日面中心最接近的 時刻。

                4. 生光。即太陽脫離完全遮掩,開始重現光芒的 時刻,月面西邊緣與日面西邊緣內切,全食階段結束。

            5. 復圓。即太陽恢復原貌的 時刻。月面西邊緣與日面東邊緣外切,整個日食過程結束。對于只能觀測到日偏食的 地方來說,日食過程就只有“初虧”、“食甚”和“復圓”3個特征時刻,從初虧到復圓的 整個過程都是偏食。

             

            四、觀賞日食切記安全

            日食景觀可在有保護的 情況下用肉眼觀看,也可以通過望遠鏡來觀測或攝影,有條件時還可借助攝像設備把日食全過程攝錄下來。

            需要特別提醒的 是,無論哪種觀測方式,都絕對不可以直接用肉眼看太陽!否則會導致視網膜受損,造成無法彌補的 遺憾。當然,全食階段的 幾分鐘例外,可以直接用肉眼來欣賞“黑太陽”奇觀。

            需要強調的 是,普通的 墨鏡也是無效的 。簡單可行的 辦法是購買專門的 太陽觀測眼鏡或專用的 濾光膜。值得推薦的 另一種辦法是利用針孔成像,比如取兩張厚度適中的 紙板,一張上面扎一個小洞,并朝向太陽;另一張白色紙版置于后面合適的 位置上,使太陽的 投影像清晰地呈現在這張紙板上。

            使用望遠鏡觀測時,一定要在物鏡前端加上太陽濾光膜。也可以采用投影成像的 方法提供多人同時觀看。

             

             

            五、欣賞日食看什么

            (1)   色球、日冕和日珥

            太陽的 外層大氣分為光球、色球和日冕三層結構。我們平時只能觀測底部最明亮的 光球層,只有在日全食時,明亮的 光球層被月球遮去,美麗的 色球和日冕才得以現身。

            全食期間,色球表現為緊貼黑色圓球周圍的 一圈玫瑰紅色輝光。色球邊緣常見火紅色向外伸出的 日珥,它其實是太陽上經常發生的 物質拋射現象。黑色圓球的 外圍最明顯的 就是日冕,它是太陽最外層大氣,溫度高達幾百萬攝氏度,每次日全食時所見的 日冕形狀和大小都不同。在太陽活躍期,日冕呈圓盤形;反之則呈現不規則形狀。

            (2)   鉆石環和貝利珠

            食既之前幾秒鐘,行將消失的 最后一抹陽光,可能會在月球邊緣突然形成一段形如鉆石的 耀眼光芒,有時還會形成一連串明亮的 小光點,旋即消失,這就是著名的 貝利珠現象。它是由于月球邊緣存在高低起伏當太陽圓面剛好被月球遮去之際,少許陽光穿透這些縫隙而形成的 ,因縫隙大小之不同而為鉆石環或貝利珠。迷人貝利珠的 閃現時間雖然非常短暫,但在生光時刻來臨之際還會再現。

            (3)   白天看星 星

            日全食發生的 時候,天空昏暗,雖然還不是真的 黑夜,但已足以在“黑”太陽的 周圍出現許多星 星 。圖為星 空軟件模擬的 2009年日全食時太陽附近的 星 空景象。水星 、金星 、火星 同時出現在了太陽的 周圍,還可看見天狼星 、畢宿五、參宿七等亮星 。

            (4)   留心你的 周圍

            l        天空一定會暗下來,但是暗的 程度怎樣?遠方是不是還存在明與暗的 分界線?

            l        是否感覺一股陰氣襲身?是否感覺到溫度下降?不妨做一些實際的 測量,看看溫度、風速、氣壓等是否有變化?

            l        通常認為日食發生時,鳥獸會出現一些異常的 舉動,實際情況怎樣呢?

            l        留意你周圍的 人,在全食來臨的 時候,會有怎樣的 反應?

            (5)   玩轉日影斑

            日食發生時,注意觀察樹葉茂密的 樹下,會看到由于小孔成像的 原理而在地面上形成許多雜亂分布的 日影斑。隨著日食過程的 開始,這些日影斑同步發生變化,頗為有趣。

            有心人還可以自己DIY日影斑造型,比如在白紙上戳一些有規律的 小孔,在它的 后方就會產生許多有趣的 日影斑造型!上海馬上將要迎來世博會,是不是可以設計一些世博會的 圖樣呢?2009年日全食的 全食帶自印度起,進入中國后,橫掃長江中下游人口密集的 廣大地區,最后伸入浩瀚的 太平洋。包括上海、武漢、重慶在內的 中國許多城市都可以看到這次日全食,全食階段持續時間長,太陽位置也很適中,觀測條件頗為適宜。

            2009722日,我們期待。

            Tags:日食

            責任編輯:linq

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