知识搬运工——日食

日食,又叫日蚀,是一种天文现象,当月球运动到太阳与地球之间,月球身后的黑影正好落到地球上,这时就会发生日食现象。日食必发生在朔日,即农历的初一,比如说发生日环食的今天就是农历五月初一。

中国有世界上最早、最完整、最丰富的日食记录。光是古书(至清代)的 史料(不包括甲骨文),就有1000多次日食记录。最早是《尚书》记载的发生在公元前1948年的一次日食。


一、日食的种类

1、日全食

太阳的直径是月亮的400倍,而它距地球的距离正好也是月亮的400倍。由于对称的缘故,月球的暗影,也就是落在地球表面的阴影,宽度正好可以遮住整个太阳。

由于月球比地球小,所以只有在月球本影中的人们才能看到日全食,其余地方看到的大多数是偏食。

日全食

2、日环食

当月球处于远地点时,月球的本影锥不能到达地球,到达地球的是由本影锥延长出的伪本影锥。此时,月球的视直径略小于太阳,因此,这时太阳边缘的光球仍可见,形成一环绕在月球阴影周围的亮环。而在环食区之外,所见的食相是偏食。

日环食

3、日偏食

中国史书上称“日有食之,不尽如勾”,造成日偏食的原因是因为观测者落在月球的半影区中,观测者会看见一部分的太阳被月球的阴影遮盖,但另一部分仍继续发光。

通常日偏食是伴随着其他食相发生,如日全食或日环食或日全环食。

日偏食

4、全环食

全环食,又叫做“混合食”,只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近,或月球与地球表面的距离和月本影的长度很接近的情形下。由于地球为球体之关系,而本影影锥接触地球时为日全食(常为在食带中间),在食带两端由于影锥未能接触地球,致只能有伪本影到达地球之下,所看到的是日环食。

所以,当全环食发生时,随着地月之间的相对运动,会先后出现环食→全食→环食,当然,对于某一个具体的地点来说,在一次日食过程中是不会同时看到全食和环食的。


二、意义价值

1、观赏价值

日食对时间和地点的要求较为苛刻,一生中能观察到的也就寥寥数次,其观赏价值自然就不言而喻了。对于天文爱好者,这种难得的天文景观更是不容错过了。

2、科学价值

日全食之所以受重视,更主要的原因是它的天文观测价值巨大,因为月球会让原本刺眼的太阳暗下来,让原本不易观察的日冕层显露出来。

科学史上有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,而且只有通过这种机会才行。最著名的例子是1919年的一次日全食,证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。

爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极其难以置信的广义相对论,这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力场就是太阳,可是太阳本身发出很强的光,远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了,根本看不出来。但如果发生日全食,挡住太阳光,就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。

机会在1919年出现了,但日全食带在南大西洋上,很遥远,也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测队出发了。观测结果与爱因斯坦事先计算的结果十分吻合,从此相对论得到世人的承认。

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