日食、月食是光在天體中沿直線傳播的典型例證。月亮運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間并不是每次都發(fā)生日食,發(fā)生日食需要滿足兩個(gè)條件。其一,日食總是發(fā)生在朔日(農(nóng)歷初一)。也不是所有朔日必定發(fā)生日食,因?yàn)樵虑蜻\(yùn)行的軌道(白道)和太陽(yáng)運(yùn)行的軌道(黃道)并不在一個(gè)平面上。白道平面和黃道平面有5°9′的夾角。如果在朔日,太陽(yáng)和月球都移到白道和黃道的交點(diǎn)附近,太陽(yáng)離交點(diǎn)處有一定的角度(日食限),就能發(fā)生日食,這是要滿足的第二個(gè)條件。
由于月球、地球運(yùn)行的軌道都不是正圓,日、月同地球之間的距離時(shí)近時(shí)遠(yuǎn),所以太陽(yáng)光被月球遮蔽形成的影子,在地球上可分成本影、偽本影(月球距地球較遠(yuǎn)時(shí)形成的)和半影。觀測(cè)者處于本影范圍內(nèi)可看到日全食;在偽本影范圍內(nèi)可看到日環(huán)食;而在半影范圍內(nèi)只能看到日偏食。
日全食發(fā)生時(shí),根據(jù)月球圓面同太陽(yáng)圓面的位置關(guān)系,可分成五種食象:1.初虧。月球比太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)走得快。日食時(shí)月球追上太陽(yáng)。月球東邊緣剛剛同太陽(yáng)西邊緣相“接觸”時(shí)叫做初虧,是第一次“外切”,是日食的開(kāi)始;2.食既。初虧后大約一小時(shí),月球的東邊緣和太陽(yáng)的東邊緣相“內(nèi)切”的時(shí)刻叫做食既,是日全食的開(kāi)始,這時(shí)月球把整個(gè)太陽(yáng)都遮住了;3.食甚。是太陽(yáng)被食最深的時(shí)刻,月球中心移到同太陽(yáng)中心最近;4.生光。月球西邊緣和太陽(yáng)西邊緣相“內(nèi)切”的時(shí)刻叫生光,是日全食的結(jié)束;從食既到生光一般只有二三分鐘,最長(zhǎng)不超過(guò)七分半鐘;5.復(fù)圓。生光后大約一小時(shí),月球西邊緣和太陽(yáng)東邊緣相“接觸”時(shí)叫做復(fù)圓,從這時(shí)起月球完全“脫離”太陽(yáng),日食結(jié)束。
月球表面有許多高山,月球邊緣是不整齊的。在食既或者生光到來(lái)的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽(yáng)時(shí),未遮住部分形成一個(gè)發(fā)光區(qū),像一顆晶瑩的“鉆石”;周?chē)t色的光圈構(gòu)成鉆戒的“指環(huán)”,整體看來(lái),很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒。有時(shí)形成許多特別明亮的光線或光點(diǎn),好像在太陽(yáng)周?chē)偳兑淮渲椋Q作倍利珠(倍利是法國(guó)天文學(xué)家)。
無(wú)論是日偏食、日全食或日環(huán)食,時(shí)間都是很短的。在地球上能夠看到日食的地區(qū)也很有限,這是因?yàn)樵虑虮容^小,它的本影也比較小而短,因而本影在地球上掃過(guò)的范圍不廣,時(shí)間不長(zhǎng),由于月球本影的平均長(zhǎng)度(373293公里)小于月球與地球之間的平均距離 (384400公里),就整個(gè)地球而方,日環(huán)食發(fā)生的次數(shù)多于日全食。
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