日食和月食是怎么样发生的

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  日食就是由于月亮挡住了太阳,在地球上的某一地方看不到太阳了;月食就是由于地球挡住了太阳的光线,导致月球不能反射太阳的光线,那么日食和月食具体是怎么样的呢?下面是小编为大家整理的日食和月食的现象,希望你会喜欢!

  日食和月食的现象

  在我国古代,人们对日食和月食早就有了记载。《尚书》上记有,“乃季秋月朔,辰弗集于房”,指的是约四千年前发生的一次日食,是世界上最早的日食记录。公元前8至前5世纪的春秋时代,已有日食和月食的预报。现在的历书上预报着几年甚至几百年以后的日食和月食的情况。

  我们知道,月球是地球的卫星,围绕着地球旋转;同时,地球又带着月球围绕太阳旋转。日食和月食就是这两种运动产生的结果。由于地球和月球是不发光的天体,所以在太阳的照耀下,它们的前后都拖着一条长长的黑影。当月球、地球和太阳处在一219条直线或近于一条直线的情况下,地球或月球被黑影遮住,就发生了日食或月食。如果是月球转到地球与太阳中间,这三个天体正好接近于排成一条直线时,那么从地球上看去,月球遮住了太阳,就发生了日食。月球把太阳全部遮住时叫日全食;只遮住一部分叫日偏食;遮住中间而四周还露出一圈日光时叫日环食。日全食和日环食前后也能看到日偏食。如果地球转到月球与太阳中间,这三个天体恰好或接近处于一条直线时,那么月球就走进了地球的黑影里,太阳光照不到月球上,就发生了月食。月球全部进入地球的黑影,叫月全食,只有一部分进入地球黑影,叫月偏食。

  日食和月食的发生是有规律的:日食总是发生在农历初一,月食总是发生在农历十五。不过,并不是每个月的初一和十五都能发生日食和月食。这是为什么呢?原来,从地球上看太阳和月球,它们在天空中运行的路线是不同的。也就是说,从地球上看去,太阳在一年中运行的路线所构成的圆圈与月球在一个月中运行的路线所构成的圆圈不在同一个平面上,这两个圆圈相交有两个交点。只有当太阳和月球都运行到交点附近时,也就是太阳、地球、月球处在或接近于一条直线上时,才能发生日食和月食。

  由于月球是跟随地球自西向东远行的,所以日食是从西边开始的,而月食则是从东边开始的。此外,日食只能在地球上一个狭窄带内看见,月食则半个地球上同时可以看见。就整个地球而言,日食多于月食,就一个地方而言,却是月食多于日食。

  日食的种类

  日全食

  太阳比月球宽400倍,但离地球也是400倍远。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。太阳光球完全被月亮遮住,原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而,也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕(日冕层)。日全食只在月球位于近地点时发生,此时月球的本影锥长度较月地之间距离长,本影锥才能扫到地球表面。由于太阳的实际体积比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一块非常小的区域见到,因为月亮的本影对太阳来说只是一个小点。(在全食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日全食发生于2015年3月20日。

  在阳光照射下,月亮和地球在背向太阳的方向拖着一条影子。月亮扫过地面,产生了日食。日食必发生在朔日,即农历的初一。月亮钻进地影,造成了月食。

  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。太阳和月球只有部分重合,依据两者中心的视距离远近(太阳被月球遮盖的最大直径)来衡量食的大小。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。但发生在极区的某些日食会是单纯的日偏食(不伴随其他食相),这是因为月球与黄道面的距离稍远,只有半影碰到地球表面,上一次不伴随其他食相的日偏食发生于2014年10月23日。

  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。(在环食区之外,所见的食相是偏食)。上一次日环食发生于2013年5月10日。

  全环食

  全环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。全环食发生机率甚少,上一次全环食发生于2013年11月3日。

  月食的过程

  月全蚀后半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时肉眼觉察不到。正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。

  1. 半影食始:月球刚刚和半影区接触,这时月球表面光度略为减少,但肉眼较难觉察。

  2. 初亏(仅月偏食和月全食):标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影,月球与地球本影第一次外切。

  3. 食既(仅月全食):月球进入地球本影,并与本影第一次内切。月球刚好全部进入地球本影内。

  4.食甚:月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间,此时前后月球表面呈红铜色或暗红色。(原因:太阳光经过地球大气层时发生折射,使光线向内侧偏折,但每种光的偏折程度不一样(色散),红光偏折程度最大,最接近地球阴影,映在月球上;此外,由于大气层的灰尘及云的含量与位置不同,光线偏折程度会有不同,因此月全食时的月球是暗红、红铜、或橙色的。同样的道理,由于大气层的折射,朝阳与夕阳不是白色的,而根据高度因为大气折射程度不同,呈现橙色或红色。)

  5.生光(仅月全食):月球在地球本影内移动,并与地球本影第二次内切。月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。

  6. 复圆(仅月偏食和月全食):月球逐渐离开地球本影,与地球本影第二次外切。 月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。月球被食的程度叫“食分”,它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。

  7.半影食终:月球离开半影,整个月食过程正式完结。月偏食没有食既、生光过程,食甚也只表示最接近地球阴影的时刻。

  月食程度的大小用食分来表示。食分等于食甚时,月球视直径在食甚时进入本影的部分与月球视直径之比。食甚时如月球恰和本影内切,食分等于1。食甚时如月球更深入本影,食分用大于1的数字表示。月全食的食分大于或等于1。偏食的食分都小于1。半影月食的食分用月球直径进入半影的部分与月球视直径之比来表示。半影月食的食分大于0.7时,肉眼才可以觉察到。

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