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日全食的过程及发生的原因 日全食的形成过程和原因

作者&投稿:韶成 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
日食的形成原因是什么~

日食形成过程

日环食天幕大戏上演

  日食介绍

  [日食成因(图)]
  日食成因(图)
  日食是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。在地球上月影里的人们开始看到阳光逐渐减弱,太阳面被圆的黑影遮住,天色转暗,全部遮住时,天空中可以看到最亮的恒星和行星,几分钟后,从月球黑影边缘逐渐露出阳光,开始生光、复圆。由于月球比地球小,只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食,遮住一部分时发生日偏食,遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延长观测日全食的时间,他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子,使观测时间延长到了74分钟。我国有世界上最古老的日食记录,公元前一千多年已有确切的日食记录。
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  科学解释
  日食、月食是光在天体中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食,发生日食需要满足两个条件。其一,日食总是发生在朔日(农历初一)。也不是所有朔日必定发生日食,因为月球运行的轨道(白道)和太阳运行的轨道(黄道)并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。如果在朔日,太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近,太阳离交点处有一定的角度(日食限),就能发生日食,这是要满足的第二个条件。
  由于月球、地球运行的轨道都不是正圆,日、月同地球之间的距离时近时远,所以太阳光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。
  月球表面有许多高山,月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时,未遮住部分形成一个发光区,像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”,整体看来,很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒,叫“钻石环 ”。有时形成许多特别明亮的光线或光点,好像在太阳周围镶嵌一串珍珠,称作“贝利珠”(贝利是法国天文学家)。
  无论是日偏食、日全食或日环食,时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限,这是因为月球比较小,它的本影也比较小而短,因而本影在地球上扫过的范围不广,时间不长,由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离 (384400公里),就整个地球而言,日环食发生的次数多于日全食。
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  日食食相
  日全食发生时,根据月球圆面同太阳圆面的位置关系,可分成五种食象:
  1.初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始;
  2.食既。初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食的开始,这时月球把整个太阳都遮住了;日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。

  食既发生在初亏之后。从初亏开始,月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。此时整个太阳圆面被遮住。 应该是月面的西边缘与日面的西边缘相内切时!天空方向与地图东西方向相反,且初亏是发生在太阳的西边缘与月球东边缘相切!
  3.食甚。是太阳被食最深的时刻,月球中心移到同太阳中心最近;日食过程中,太阳被月亮遮盖最多时,两者之间的位置关系;日全食过程中,太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时,两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。

  食甚发生在食既之后。
  4.生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光,是日全食的结束;从食既到生光一般只有二三分钟,最长不超过七分半钟;
  对于日食,食甚后,月亮相对日面继续往东移动,当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间,称为生光,它是全食阶段结束的时刻。
  5.复圆。生光后大约一小时,月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆,从这时起月球完全“脱离”太阳,日食结束。
  日食过程中,生光之后,月面继续移离日面,太阳被遮蔽的部分逐渐减少,当月面的西边缘与日面的东边缘相切的刹那,即第二次外切时的位置关系称为复圆。太阳又呈现出圆盘形状,整个日全食宣告结束。
  辞海另解:
  日食的过程中,月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。
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  图片说明
  太阳的一部份为什么会消失了呢? 这是那部分的太阳刚好那时躲藏在月亮后面。这是2005年的第一个日偏食也是到2006年三月前可观测到的最后一次日全食图。日食其间,太阳、月亮与地球是在一直线上。这次的日全食首先在南太平洋登场,可观测偏食的地区则跨越南美洲与靠南方的北美地区。上面这张影像的景物是由手持数字相机在上周五所拍摄的。美国 北卡罗莱那州 Holly山区在整日霏雨后,部分被食掉的太阳暂时地从满天乌云中穿出。拍摄了一连串的影像后,这张最佳的日食照片是与另一张没那么好但有飞机的照片数字合成而来。
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  日食的意义价值
  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。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。
  在中国,前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年,只有中缅边境云南瑞丽地区可见,那时候笔者刚上初中,正是个狂热的少年天文爱好者,可惜没有经济能力,只能通过《天文爱好者》杂志过过干瘾。另一次是在1997年春节之后,在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次笔者是奉了报社之命前去采访的,同时也了却自己少年时的梦想。那次的观测规模之大,出乎想象,世界各国的天文学家和天文爱好者,把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹,由于人数大大超出小镇的接待能力,人们只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天,白天气温零下 25摄氏度左右,夜里能到零下40摄氏度,滴水 成冰,人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此,观测者们没有一个后悔的,没有一个不兴奋异常的,都把亲眼看到日全食,当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象,要说与人们的日常生活、吃喝拉撒,确实是没有什么直接关系。但是,它代表了一种终极的人文关怀,代表了一种对大自然的极度热爱,代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏,一个国家、一个民族,不能缺少这些 关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。
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  日食的历史
  1:中国观测日食历史悠久,早在公元前1948年就有人观测到了日食。中国在公元前2300多年前就有了当时最先进的天文观象台。中国历来重视日食的预报,据说夏代一位天文官因沉湎酒色,漏报日食,被砍首以警示玩忽职守者。 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。《诗经》中更是详细记载了发生在公元前776 年9月6日的日食:“十月之交,朔日辛卯,日有食之。” 世界天文学家普遍承认中国古代日食记录的可信程度最高,为世人留下了珍贵的科学文化遗产。中国古代夏、商、周时期因历史久远,缺乏精确的文字记录,因此难以精确地断代,而日食天象就像是一座相当精确的历史时钟,可以帮助确定一些历史事件的时间。
  2:古代西方一次日食中止一场战争,西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗,打到一半时 忽然间太阳消失不见了,两族族人害怕灾祸的到来,终于达成美好的结果--两族讲和通婚。对于日食现象的看法,除了大溪地人把日食当成正面意义外,其他的国家都将他作负面的解释。譬如西元前六百多年,雅典攻打某族时,因为发生食相而害怕不敢继续前进,就因为延迟了进攻,反倒让敌方趁这段时间有了准备,结果当雅典军队进攻敌方时,反而被打败了。
  3:根据河北邯郸市杰出历史文化学者、青年词曲作家申宝峰长期考究汉朝古墓中的日食记得出:各民族对日全食有着如天狗吃日、狼逐日等等不同的解释,并有其各自解决的方法。 中国古时候,民间是以敲锣打鼓的方式来对付;由于日全食的时间通常很短(至多七分半钟) ,所以在人们敲敲打打后,太阳可能就会马上重现,因而免除了人们的惊慌。中国对日食的记载很早,在汉朝的墓中就挖出许多石头,这些石头上刻画了很多日月星辰的图形,其中一个画有「日月合璧」,亦即太阳与月亮叠在一起,这就是当时的日食记录。中国人对日食的科学解释为阴侵阳,中国很早就知道视为「阴」的月亮,遮蔽了视为「阳」的太阳,而造成日食现象。 古时候有「月盈则食」的说法 ,意指月食现象发生都是在满月之时。日食发生时,中国古代朝廷也会有所行动;中国人认为天代表大自然,太阳在大自然里有着最崇高的地位,皇帝称为天子,则意指其为上天派来管理人民的。既然天代表皇帝的父亲,它会透过太阳表面上的现象来警告其地上的代理人--皇帝,明示他做错什么事情、有什么事情要小心等等;于是,透过各种征兆呈现出来,日食就是一个常被利用的状况。根据古书避镇殿记载,汉朝每当发生日食时,皇帝就不到大殿做早朝,而到偏殿旁的小殿进行早朝,并且一切从简。传说中,把日食称作“天狗吞日”。而“天狗吞日”的科学解释就是日食。日食是光在天体中沿直线传播的典型例证。由于月球、地球运行的轨道都不是正圆,日、月同地球之间的距离时近时远,所以太阳光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。月球表面有许多高山,月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间,月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时,未遮住部分形成一个发光区,像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”,整体看来,很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒。有时形成许多特别明亮的光线或光点,好像在太阳周围镶嵌一串珍珠,称作倍利珠(倍利是法国天文学家)。
  发生的次数
  以下是20世纪(1901-1999)发生全世界范围内日食的次数:
  日偏食 78
  日环食 73
  日全食 71
  混合食 6
  总计 228
  如何估算日食时间
  太阳和月亮的视角度都是大约半度,而月球公转一周是360度,就是每个小时移动半度,即一个月球的位置,所以日食从开始到结束最多2个小时的时间,即移动2个月球的位置,如果不是全食则时间更短。另外,因为地球在自转,太阳在空中的位置每个小时移动15度,这样,就是说在30度的范围内,太阳带着月球同时移动,并同时发生日食现象。

一次日全食的过程可以分为以下五个时期:初亏、食既、食甚、生光、复圆。


  1. 初亏

      由于月亮自西向东绕地球运转,所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始的。当月亮的东边缘刚接触到太阳圆面的瞬间(即月面的东边缘与日面的西边缘相外切的时刻),称为初亏。初亏也就是日食过程开始的时刻。

  2. 食既

      从初亏开始,英国天文学家倍利最早描述了这种现象,因此又称为倍利珠。这是由于月球表面有许多崎岖不平的山峰,当阳光照射到月球边缘时,就形成了贝利珠现象。

  3. 食甚

      食既以后,日轮继续东移,当月轮中心和日面中心相距最近时,就到食甚。食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻。

  4. 生光

      月亮继续往东移动,当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间,称为生光,它是日全食结束的时刻。在生光将发生之前,钻石环、贝利珠的现象又会出现在太阳的西边缘,但也是很快就会消失。接着在太阳西边缘又射出一线刺眼的光芒,原来在日全食时可以看到的色球层、日珥、日冕等现象迅即隐没在阳光之中,星星也消失了,阳光重新普照大地。

  5. 复圆

      生光之后,月面继续移离日面,太阳被遮蔽的部分逐渐减少,当月面的西边缘与日面的东边缘相切的刹那,称为复圆。这时太阳又呈现出圆盘形状,整个日全食过程就宣告结束了。



原因(原理):


  发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的一个交点,而同时月球在距此点的最远的点上。即为光的直线传播。

  之所以会发生日全食,是因为存在一种神奇的对称性。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。结果,当月亮完全处于地球和太阳之间时,对那些完全处于月亮阴影中的人来说,太阳的表面便被完全遮挡了。太阳变成了黑色,只留下一个金色的光环,天空变成了靛青色。鸟儿此时会失去方向,或者会飞回巢中,蝙蝠和其它夜行动物则可能睡眼惺忪地出来活动。


  日全食是日食的一种,即在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。日全食分为初亏、食既、食甚、生光、复原五个阶段。由于月球比地球小,只有在月球本影中的人们才能看到日全食。民间称此现象为天狗食日。



日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内,这个界限就叫做“食限”。对日食而言,如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生。由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为“食季”,它们相距半年。太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天。

日食和月食的“季节”。日食一定发生在朔,即农历初一当日。此时月球位于地球和太阳之间,但因太阳轨道(黄道)与月球轨道(白道)成5°9交角,故并非每次朔日皆有日食发生,而日食发生时,日月两者皆一定在“黄白交点”(升交点或降交点)附近发生。日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内,这个界限就叫做“食限”。计算表明,对日食而言,如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生。对月食而言,如果望月在黄道和白道的交点附近12度左右的范围内,就可能发生月食;如果望月在黄道和白道的交点附近10度左右的范围内,则一定有月食发生。由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为“食季”,它们相距半年。太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天。对于月食而言,它的食限为12度左右,因此月食的每一个食季就只有24天。

地球和月球本身都不发光.凡是不发光、不透明的物体在太阳光照耀下,都有一个影子拖在后面。地球和月球背着太阳的一面,也都各自拖着一条长长的影子。从图上我们可以看出,影子由两部分组成:影子最黑的部分,称之为本影,在月球的本影内看不见太阳;本影周围稍微暗淡的影子,称之为半影,在月球的半影内只能看见太阳的一部分。地球绕着太阳旋转,月球绕着地球旋转,并随着地球绕太阳旋转。所以在月球绕地球公转一周(二十九天半)中,当月球走到太阳和地球之间,如果太阳、月球、地球正好在或接近一各直线时就会把太阳遮住而发生日全食。同样,当月球走至地球背向太阳一面,如果太阳、地球月球正好在或接近一条直线时,也就是月球走进地球本影里才发生月食。日食共有三种,即:日偏食、日环食,和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分,在太阳周围还露出一圈日面,好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关,并且也决定于月球与地球之间的距离变化。月球比太阳小得多,它的直径大约是太阳直径的四百分之一,而月球与地球间距离也差不多是太阳与地球间距离的四百分之一,所以从地球上看,月亮与太阳的圆面大小差不多相等,因而能把它遮住而发生日食.

黄道与白道平面相交的那两个位置,是非常适合日食、月食发生的时期,被称为食季。食季并不局限于一天两天,由于太阳相对“运动”较慢,它在两个平面交点附近的一段时期内就很容易出现日食、月食。具体来说,太阳在该位置前后大约24天里,只要出现满月,基本会发生月食;而前后大约34天内,只要遇上朔月,基本会发生日食。

白道和黄道并不在一个平面上,而是有一个大约5°9′的夹角,这就使得月亮运行到朔月或满月位置上的时候,太阳的位置不是偏北就是偏南,从地球上看位置是错开的,不会发生日食或月食。



日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内,这个界限就叫做“食限”。对日食而言,如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生。由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为“食季”,它们相距半年。太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天。

《什么是日全食的形成原理?》
答:另外,有82年一年内发生2次日食,有12年一年内发生3次日食,及有6年一年内发生4次日食。发生最多日食的年份,分别是2011年、2029年、2047年、2065年、2076年及2094年,各会发生四次日食。日全食初亏阶段名称由来:西方的天文学把日(月)全食分为五个过程,这五个过程要直接翻译成中文就叫做第一次...

《日全食是怎样形成的?说的详细点》
答:月球把太阳全部挡住时发生日全食,遮住一部分时发生日偏食,遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延迟观测日全食的时间,他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子,使观测时间延长到了74分钟。我国有世界上最古老的日食记录,公元前一...

《日全食是怎样形成的》
答:发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的一个交点,而同时月球在距此点的最远的点上。即为光的直线传播。之所以会发生日全食,是因为存在一种神奇的对称性。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。结果,当月亮完全处于地球和太阳之间时,对那些完全处于月亮阴影中的人来说...

《日食月食的形成过程》
答:初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环。日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。食既发生在初亏之后...

《日全食的形成原理》
答:即为光的直线传播。之所以会发生日全食,是因为存在一种神奇的对称性。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。结果,当月亮完全处于地球和太阳之间时,对那些完全处于月亮阴影中的人来说,太阳的表面便被完全遮挡了。太阳变成了黑色,只留下一个金色的光环,天空变成了靛青色。...

《怎样计算日全食发生的时间及过程和原理??》
答:日全食发生原理为光沿直线传播,一次日全食的过程可以包括以下五个时期:初亏、食既、食甚、生光、复圆。以日全食来说,由于月球的视直径仅略大于太阳,同时月影在地面移动速度很快,因此日全食的时间是很短暂的。在全食带的某个地点所看到的日全食时间通常只有两三分钟,最多不超过7分钟。如果全食带经过赤道...

《日全食是怎么形成的原因》
答:日食发生的频率比月食高,但对特定地点来说,见到月全食的次数远多于日全食。6. 日月食的食分和见食时间:在日食和月食过程中,食甚时,日轮或月轮被“食”程度叫食分。同一次日食或月食,各地所见食分和见食时间可能不同。但在同一次月食中,只要能见到全过程,各地所见的食分和见食时间都相同。

《日全食是怎么发生的》
答:2. 并非每次月球经过太阳和地球之间都会产生日食。日食的发生需要两个特定条件同时满足:首先,月球必须在朔日,即农历初一,这时月球位于太阳和地球之间;其次,由于月球轨道(白道)与太阳轨道(黄道)不完全重合,存在平均5°9′的夹角,因此只有在朔日,且太阳和月球都接近白道和黄道的交点时,且太阳与...

《日食传说很多,日食究竟是怎么形成的?》
答:也就是光的线性传播。日全食之所以会发生,是因为有一种神奇的对称性。太阳的直径是月球的400倍,它离地球的距离正好是月球的400倍。因此,当月球完全处于地球和太阳之间时,对于那些完全处于月球阴影下的人来说,太阳表面是完全被遮挡的。太阳变黑了,只留下金色的光晕,天空变成了靛蓝色。这时,鸟类会...

《日全食发生的五个步骤分别是什么?》
答:食甚 食既以后,月轮继续东移,当月轮中心和日面中心相距最近时,就达到食甚。生光 对日偏食来说,食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻。月亮继续往东移动,当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间,称为生光,它是日全食结束的时刻。在生光将发生之前,钻石环、倍利珠的现象又会出现在太阳的西边缘,但...

   

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