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  • 日全食

    日全食,是四种日食中的其中一种,当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。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。2009年7月22日发生了21世纪持续时间最长的一次日全食.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,只有在月球本影中的人们才能看到日全食。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 全日食 英文名: Eclipse
    产生现象: 太阳被挡住夜变黑 形状: 圆形

    目录

    简介/日全食 编辑

    (图)日全食日全食

    日全食是日食的一种,即太阳月亮全部遮住的天文现象。由于月球比地球小,只有在月影中的人们才能看到日全食。

    日食的时间长短,同月球影锥在地面上移动的速度以及地球的自转方向有关。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附近地区,日全食时间就可延续到7分40秒,这时是观测日全食的最好机会。

    日食每年都有发生,但由于全食带是一条狭窄的影带,据估计,平均每200~300年,某一地区或城市才有机会被全食带扫过,所以,对住在一个城市的人来说,一生可能未看到过一次日全食。[1]

    原理/日全食 编辑

    日全食成因日全食成因

    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。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。

    过程/日全食 编辑

    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

    生光/日全食 编辑

    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。

    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。

    影响意义/日全食 编辑

    贝利珠贝利珠

    1、科学史上有许多重大的天文学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。英国天文学家爱丁顿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。

    2、发生日全食时,光线穿过树叶的缝隙投影出新月的影子。

    3、发生日全食时,动物常常准备睡觉,或行为异常。中国古书记载,日全食发生时有“鸟儿回巢,公鸡打鸣”的现象。上海动物学家在2009年7月22日发生的日全食期间通过对鸟类和禽类进行观测,印证了这一说法,日全食发生之际,各种鸟类反应不尽相同,比较明显的是野鸭、夜鹭等鸟类,纷纷飞回树林,栖息在树枝上一动不动。

    4、发生日全食时,当地的温度通常会下降至少20度以上。当99%的太阳表面被覆盖时,能看到的晨昏蒙影现象。

    5、在日全食期间,地平线的周围会有一个窄的光带,这是因为观察者并不是直接站在月亮的影子下面,地球和月亮有一定的距离。

    6、在现代的原子钟出现之前,天文学家通过对日食的古代记录进行研究,发现地球旋转的周期每个世纪变慢了0.001秒。

    7、日全食对一些通讯过程会产生影响,首先是广播。尤其是短波通讯,因为它主要靠电离层反射来完成,日全食发生时,它很可能出现中断。其次会影响导航和定位。

    8、日全食期间,地球磁场可能会出现小幅度的变化。

    观测记录/日全食 编辑

    观测方法

    日全食观测日全食观测

    1、最好使用专业的滤光镜滤光片观测,观测时不可长时间对着太阳,以免造成眼睛损伤。

    2、针孔投影法利用两块板子,在其中一块板子上挖一个小洞,让阳光穿过这个小洞投影到另一块板子上。

    3、望远镜投影法手不要乱晃,否则太阳的影子会来回跑。并且千万不要拿着望远镜直接看太阳,如果用望远镜直接看太阳,一定要用滤光镜。

    4、千万不要使用非正规机构提供的所谓“太阳卡”、“日食卡”等。

    拍摄技巧

    1、拍摄日食需要注意的事项。有一点需要特别注意,就是在拍摄日全食时,由于全食阶段一般只有宝贵的几分钟。因此,还需要提前进行周密的规划;提前进行实际演练;实际观测时,在全食或者环食阶段找一个人专门负责报时。

    2、用相机直接拍摄日食。最经典的是拍摄日全食的糖葫芦串像。由于太阳有东升西落的周日视运动,而日全食和日环食全过程持续时间都比较长,因此日食开始和结束时太阳的位置会差异很大,取景时就要保证日食开始时太阳位于画面左侧,日食结束时太阳位于画面右侧,并且日食全程都能在画面上,且尽量不要被建筑物遮挡。等到日食当天,摄影师就按照踩点时确定的方式取景,在日食开始时,相机前方加上滤光片,拍摄第一张太阳像。然后不过卷,过一段时间(比如10分钟),在同一张底片上重复曝光再拍摄一张太阳像,如此持续。由于使用了滤光镜,而地面景物的亮度和太阳相比太暗了,因此根本拍不下来。到了全食或者环食发生时,再摘掉滤光镜,直接拍摄太阳,这时才能同时拍下地面景物。接下来的复圆过程,再次使用滤光镜,一张张拍,直到最后。这样,就最终在一张底片上拍下了日食全过程的一串像。用普通数码相机不能拍摄这样的串像,但可以通过后期合成多张照片的方法实现。

    观测记载/日全食 编辑

    1842年7月8日日全食

    1852年12月11日日全食

    1869年8月8日日全食

    1875年4月6日日全食

    1882年5月17日日全食

    1887年8月19日日全食

    1898年1月22日日全食

    1907年1月14日日全食

    1936年6月19日日全食

    1941年9月21日日全食

    1943年2月5日日全食

    1980年2月16日日全食

    1997年3月9日日全食

    2008年8月1日日全食

    2009年7月22日日全食

    2009年7月22日世纪日全食,是在1991年到2132年之间发生的日食中,持续时间最长的一次。

    预测/日全食 编辑

    2008年8月1日到2100年,共可观测到8次。
    2034年的日全食的观测地区偏远。

    2060年4月30日的日全食和2008年的日全食的发生地有点相似,在中国新疆中部、甘肃西部极少部分、青海东北部及甘肃的中部部分地区可以观测到,全食时间约2分20秒,发生在当天下午6点左右。
    2063年8月23日早上8点前后发生一次日全食,始于中国的新疆中部及东北部,然后跨越蒙古国,再进入中国的内蒙古东北部,经过吉林(长春是此次日全食的中国区的主要观测城市)、黑龙江南部极少地区,然后离开中国进入俄国的边疆城市符拉迪沃斯托克Vladivostok和乌苏里斯克Ussuriysk,进入日本海,再跨过日本,然后进入茫茫的太平洋,直到太平洋中南部跨越赤道结束。此次日全食在中国可观测时间长达4分钟,并且人口密集的东北地区是中国的主要观测地,
    21世纪最后20年,将连续在2088年和2089年两次日全食发生在中国。这两次日全食很明显又是另一个沙罗周期日全食2008年和2009年的重复,位置和时间比较相似。

    2088年4月21日的日全食,发生在新疆中部和青海西北部,可见时间1分30秒左右。
    2089年10月4日的日全食,在中国可见的全食时间最不到1分30秒,但可见日全食的地区人口非常密集,可以与2009年的日全食相提并论。从西藏东部开始,进入四川中部(不经过成都),再经过重庆(2009年重庆也可观测到日全食)和贵州北部极少部分、湖南中部(长沙)、江西中部、福建中北部进入太平洋,在太平洋跨过赤道结束。

    日食过程/日全食 编辑

    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。 

    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。

    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。

    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。

    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、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。

    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。

    持续时间

    日食的时间长短,同月球影锥在地面上移动的速度以及地球的自转方向有关。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附近地区,日全食时间就可延续到7分40秒,这时是观测日全食的最好机会。
    在发生日环食时,月亮总是位于远地点附近,这时月亮运行的速度较慢,因此日环食的时间比较长,如果日环食发生在赤道附近,那么在赤道附近观测日环食的时间可长达12分42秒。
    就全球范围来说,如果把月亮半影开始遮掩日面的时间计算在内,日食时间的长度由初亏至复圆的整个过程可长达三个半小时。
    日偏食的时候,由于月影范围大于其本影,食相经过的时间长短要视食分的大小而定,食分愈大,时间也就愈长。

    10世纪日食

    2009年7月22日:世纪日食。随着月球的黑色阴影第一次降落在阿拉伯海上,然后穿过印度中部和东北部、尼泊尔东南部、不丹的大部分地区、孟加拉国北部、印度最东部和南部,以及西藏中部,是21世纪时间最长的日全食。稍后不久,月亮的暗影将从中国中部地区穿过,接着向中国的东海和琉球群岛的一些区域移动。距离硫磺岛东南偏东大约200米的地方,是观察这次日食的最佳地点。对一些人来说,这可能是21世纪出现的最完美的一次日食。它是在1991年到2132年之间发生的日食中,持续时间最长的一次。
    2009年日全食的天气情况,长江流域所在的全食带地区天气都不太理想。不过,包括北京在内的华南华北等地,天气非常好,适合观测日偏食。观测日全食注意事项
    观察太阳是十分危险的,因为太阳放射出强烈可见光,红外线和紫外光。紫外光不但可以晒伤皮肤,它也会对眼睛的视网膜迅速造成伤害。人类的眼睛只要直接观看太阳几秒,就可能造成永久伤害,甚至眼盲。如果透过没有适当减光设备的望远镜观察太阳,后果更不堪设想。日偏食及日环食就不能在没有采取特安全范措施观看。在日全食的偏食阶段,即使太阳的表面被月球遮掩了99%时,剩下新月形成的光球层,也可以对眼睛造成伤害。不要试图用肉眼观察任何日偏食或环食阶段的太阳。
    下面为大家介绍一些科学的观测方法:
    墨水观测法(但是此方法减光率较低,易使眼睛受伤,不推荐使用)
    可以取一盆清水,加入墨汁,通过水面的反光看太阳。

    针孔投影法

    利用两块板子,在其中一块板子上挖一个小洞,让阳光穿过这个小洞投影到另一块板子上。
    望远镜投影法
    手可不要乱晃,否则太阳的影子会来回跑。并且千万不要拿着望远镜直接看太阳,如果用望远镜直接看太阳,一定要用滤光镜。
    11观测条件编辑
    1.必须在日全食发生的中心地带上。
    2.日全食的时间在3分钟以上。
    3.天气状况良好。
    12日食看点编辑
    看点一:贝利珠。
    看点二:色球层。
    看点三:日珥。
    看点四:日冕。
    看点五:天空和环境。
    13拍摄注意编辑
    有一点需要特别注意,就是在拍摄日全食时,由于全食阶段一般只有宝贵的几分钟。因此,还需要做好以下几点:
    1.提前进行周密的规划。比如用什么相机,镜头或望远镜,用什么拍摄方式,要拍到什么效果,拍到的照片后期除了欣赏外还会不会有别的什么应用,等等。而对于一些创意摄影就更需要特别的考虑,比如刚才提到的拍糖葫芦串像,就要先选好地点,计算好每个像之间的时间间隔,等等。
    2.提前进行实际演练。如果有条件,提前几天来到实际观测地,在日食发生的同样时间将观测流程从头到尾走一遍,包括组装望远镜、找太阳、连接相机、拍照、摘掉滤光片拍照(此时不可对着太阳)、再盖上滤光片拍照、换存储卡、换电池……这样往往能发现一些意想不到的小问题,比如这套器材指向某些位置时会卡住。如果没条件到观测现场也没关系,在任何一个地方演练都可以,只要找恰当的时间让当时太阳高度和日食时差不多即可。
    3.实际观测时,在全食或者环食阶段找一个人专门负责报时。因为这个阶段持续时间本来就很短,而人在这个时候紧张而忙碌,往往感觉不到时间的流逝,在不知不觉中全食或环食就结束了。而当有人专门报时,其他观测者就能对时间做到心中有数,更好的安排自己的观测
    在这里还要再次强调,在面对最壮观的日全食时,全食阶段一定不要忘记摘掉滤光片!可能这样的错误很可笑,但实际情况是,当全食阶段即将到来时,人们的心情可能也会越来越紧张,生怕错过什么精彩的镜头,于是只顾一通狂拍,等到发现什么都没拍下来而意识到忘了摘滤光片时可能已经晚了。
    特别提醒: 
    1、千万不要用肉眼或任何光学设备(如望远镜等)直视太阳。
    2.不能用相机直接拍摄(必须加有专用滤光镜),以防损伤烧坏相机。

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    自然现象是指不在人为作用下产生的表现。它一般是相对于人为现象而言的。自然现象是世界物质存在客观运动的结果。研究自然现 象,可以帮助人类把握世界规律,改善人类行为,促进人类更好的按照规律办事。

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    参考资料
    [1]^引用日期:2012-02-01

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