日全食

日全食

日全食,是四種日食中的其中一種,當太陽光球完全被月亮遮住,原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。日全食只在月球位於近地點時發生,此時月球的本影錐長度較月地之間距離長,本影錐才能掃到地球表面。2009年7月22日發生了21世紀持續時間最長的一次日全食.在地球上月影里的人們開始看到陽光逐漸減弱,太陽面被圓的黑影遮住,天色轉暗,全部遮住時,天空中可以看到最亮的恆星和行星,幾分鐘後,從月球黑影邊緣逐漸露出陽光,開始生光、復圓。由於月球比地球小,只有在月球本影中的人們才能看到日全食。

基本信息

簡介

(圖)日全食日全食

日全食是日食的一種,即太陽月亮全部遮住的天文現象。由於月球比地球小,只有在月影中的人們才能看到日全食。

日食的時間長短,同月球影錐在地面上移動的速度以及地球的自轉方向有關。以日全食來說,由於月球的視直徑僅略大於太陽,同時月影在地面移動速度很快,因此日全食的時間是很短暫的。在全食帶的某個地點所看到的日全食時間通常只有兩三分鐘,最多不超過7分鐘。如果全食帶經過赤道附近地區,日全食時間就可延續到7分40秒,這時是觀測日全食的最好機會。

日食每年都有發生,但由於全食帶是一條狹窄的影帶,據估計,平均每200~300年,某一地區或城市才有機會被全食帶掃過,所以,對住在一個城市的人來說,一生可能未看到過一次日全食。

原理

日全食成因日全食成因

日食是月球運動到太陽和地球中間,如果三者正好處在一條直線時,月球就會擋住太陽射向地球的光,月球身後的黑影正好落到地球上,這時發生日食現象。在地球上月影里的人們開始看到陽光逐漸減弱,太陽面被圓的黑影遮住,天色轉暗,全部遮住時,天空中可以看到最亮的恆星和行星,幾分鐘後,從月球黑影邊緣逐漸露出陽光,開始生光、復圓。

由於月球比地球小,只有在月影中的人們才能看到日食。月球把太陽全部擋住時發生日全食。之所以會發生日全食,是因為存在一種神奇的對稱性。太陽的直徑是月亮的400倍,而它距地球的距離正好也是月亮的400倍。結果,當月亮完全處於地球和太陽之間時,對那些完全處於月亮陰影中的人來說,太陽的表面便被完全遮擋了。太陽變成了黑色,只留下一個金色的光環。

過程

一次日全食的過程可以包括以下五個時期:初虧食既食甚生光復圓

生光

日偏食

來說,食甚是太陽被月亮遮去最多的時刻。月亮繼續往東移動,當月面的西邊緣和日面的西邊緣相內切的瞬間,稱為生光,它是日全食結束的時刻。在生光將發生之前,鑽石環、倍利珠的現象又會出現在太陽的西邊緣,但也是很快就會消失。接著在太陽西邊緣又射出一線刺眼的光芒,原來在日全食時可以看到的色球層、日珥、日冕等現象迅即隱沒在陽光之中,星星也消失了,陽光重新普照大地。

復圓

生光之後,月面繼續移離日面,太陽被遮蔽的部分逐漸減少,當月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那,稱為復圓。這時太陽又呈現出圓盤形狀,整個日全食過程就宣告結束了。

影響意義

貝利珠貝利珠

1、科學史上有許多重大的天文學物理學發現是利用日全食的機會做出的,而且只有通過這種機會才行。最著名的例子是1919年的一次日全食,證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性。英國天文學家愛丁頓觀測結果與愛因斯坦事先計算的結果十分吻合,從此相對論得到世人的承認。

2、發生日全食時,光線穿過樹葉的縫隙投影出新月的影子。

3、發生日全食時,動物常常準備睡覺,或行為異常。中國古書記載,日全食發生時有“鳥兒回巢,公雞打鳴”的現象。上海動物學家在2009年7月22日發生的日全食期間通過對鳥類和禽類進行觀測,印證了這一說法,日全食發生之際,各種鳥類反應不盡相同,比較明顯的是野鴨、夜鷺等鳥類,紛紛飛回樹林,棲息在樹枝上一動不動。

4、發生日全食時,當地的溫度通常會下降至少20度以上。當99%的太陽表面被覆蓋時,能看到的晨昏蒙影現象。

5、在日全食期間,地平線的周圍會有一個窄的光帶,這是因為觀察者並不是直接站在月亮的影子下面,地球和月亮有一定的距離。

6、在現代的原子鐘出現之前,天文學家通過對日食的古代記錄進行研究,發現地球鏇轉的周期每個世紀變慢了0.001秒。

7、日全食對一些通訊過程會產生影響,首先是廣播。尤其是短波通訊,因為它主要靠電離層反射來完成,日全食發生時,它很可能出現中斷。其次會影響導航和定位。

8、日全食期間,地球磁場可能會出現小幅度的變化。

觀測記錄

觀測方法

日全食觀測日全食觀測

1、最好使用專業的濾光鏡濾光片觀測,觀測時不可長時間對著太陽,以免造成眼睛損傷。

2、針孔投影法利用兩塊板子,在其中一塊板子上挖一個小洞,讓陽光穿過這個小洞投影到另一塊板子上。

3、望遠鏡投影法手不要亂晃,否則太陽的影子會來回跑。並且千萬不要拿著望遠鏡直接看太陽,如果用望遠鏡直接看太陽,一定要用濾光鏡。

4、千萬不要使用非正規機構提供的所謂“太陽卡”、“日食卡”等。

拍攝技巧

1、拍攝日食需要注意的事項。有一點需要特別注意,就是在拍攝日全食時,由於全食階段一般只有寶貴的幾分鐘。因此,還需要提前進行周密的規劃;提前進行實際演練;實際觀測時,在全食或者環食階段找一個人專門負責報時。

2、用相機直接拍攝日食。最經典的是拍攝日全食的糖葫蘆串像。由於太陽有東升西落的周日視運動,而日全食和日環食全過程持續時間都比較長,因此日食開始和結束時太陽的位置會差異很大,取景時就要保證日食開始時太陽位於畫面左側,日食結束時太陽位於畫面右側,並且日食全程都能在畫面上,且儘量不要被建築物遮擋。等到日食當天,攝影師就按照踩點時確定的方式取景,在日食開始時,相機前方加上濾光片,拍攝第一張太陽像。然後不過卷,過一段時間(比如10分鐘),在同一張底片上重複曝光再拍攝一張太陽像,如此持續。由於使用了濾光鏡,而地面景物的亮度和太陽相比太暗了,因此根本拍不下來。到了全食或者環食發生時,再摘掉濾光鏡,直接拍攝太陽,這時才能同時拍下地面景物。接下來的復圓過程,再次使用濾光鏡,一張張拍,直到最後。這樣,就最終在一張底片上拍下了日食全過程的一串像。用普通數位相機不能拍攝這樣的串像,但可以通過後期合成多張照片的方法實現。

觀測記載

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日世紀日全食,是在1991年到2132年之間發生的日食中,持續時間最長的一次。

預測

2008年8月1日到2100年,共可觀測到8次。
2034年的日全食的觀測地區偏遠。

2060年4月30日的日全食和2008年的日全食的發生地有點相似,在中國新疆中部、甘肅西部極少部分、青海東北部及甘肅的中部部分地區可以觀測到,全食時間約2分20秒,發生在當天下午6點左右。
2063年8月23日早上8點前後發生一次日全食,始於中國的新疆中部及東北部,然後跨越蒙古國,再進入中國的內蒙古東北部,經過吉林(長春是此次日全食的中國區的主要觀測城市)、黑龍江南部極少地區,然後離開中國進入俄國的邊疆城市符拉迪沃斯托克Vladivostok和烏蘇里斯克Ussuriysk,進入日本海,再跨過日本,然後進入茫茫的太平洋,直到太平洋中南部跨越赤道結束。此次日全食在中國可觀測時間長達4分鐘,並且人口密集的東北地區是中國的主要觀測地,
21世紀最後20年,將連續在2088年和2089年兩次日全食發生在中國。這兩次日全食很明顯又是另一個沙羅周期日全食2008年和2009年的重複,位置和時間比較相似。

2088年4月21日的日全食,發生在新疆中部和青海西北部,可見時間1分30秒左右。
2089年10月4日的日全食,在中國可見的全食時間最不到1分30秒,但可見日全食的地區人口非常密集,可以與2009年的日全食相提並論。從西藏東部開始,進入四川中部(不經過成都),再經過重慶(2009年重慶也可觀測到日全食)和貴州北部極少部分、湖南中部(長沙)、江西中部、福建中北部進入太平洋,在太平洋跨過赤道結束。

日食過程

一次日全食的過程可以包括以下五個時期:初虧、食既、食甚、生光、復圓。

初虧

由於月亮自西向東繞地球運轉,所以日食總是在太陽圓面的西邊緣開始的。當月亮的東邊緣剛接觸到太陽圓面的瞬間(即月面的東邊緣與日面的西邊緣相外切的時刻),稱為初虧。初虧也就是日食過程開始的時刻。

食既

從初虧開始,英國天文學家倍利最早描述了這種現象,因此又稱為倍利珠。這是由於月球表面有許多崎嶇不平的山峰,當陽光照射到月球邊緣時,就形成了貝利珠現象。

食甚

食既以後,日輪繼續東移,當月輪中心和日面中心相距最近時,就到食甚。

生光

對日偏食來說,食甚是太陽被月亮遮去最多的時刻。月亮繼續往東移動,當月面的西邊緣和日面的西邊緣相內切的瞬間,稱為生光,它是日全食結束的時刻。在生光將發生之前,鑽石環、貝利珠的現象又會出現在太陽的西邊緣,但也是很快就會消失。接著在太陽西邊緣又射出一線刺眼的光芒,原來在日全食時可以看到的色球層、日珥、日冕等現象迅即隱沒在陽光之中,星星也消失了,陽光重新普照大地。

復圓

生光之後,月面繼續移離日面,太陽被遮蔽的部分逐漸減少,當月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那,稱為復圓。這時太陽又呈現出圓盤形狀,整個日全食過程就宣告結束了。

持續時間

日食的時間長短,同月球影錐在地面上移動的速度以及地球的自轉方向有關。以日全食來說,由於月球的視直徑僅略大於太陽,同時月影在地面移動速度很快,因此日全食的時間是很短暫的。在全食帶的某個地點所看到的日全食時間通常只有兩三分鐘,最多不超過7分鐘。如果全食帶經過赤道附近地區,日全食時間就可延續到7分40秒,這時是觀測日全食的最好機會。
在發生日環食時,月亮總是位於遠地點附近,這時月亮運行的速度較慢,因此日環食的時間比較長,如果日環食發生在赤道附近,那么在赤道附近觀測日環食的時間可長達12分42秒。
就全球範圍來說,如果把月亮半影開始遮掩日面的時間計算在內,日食時間的長度由初虧至復圓的整個過程可長達三個半小時。
日偏食的時候,由於月影範圍大於其本影,食相經過的時間長短要視食分的大小而定,食分愈大,時間也就愈長。

10世紀日食

2009年7月22日:世紀日食。隨著月球的黑色陰影第一次降落在阿拉伯海上,然後穿過印度中部和東北部、尼泊爾東南部、不丹的大部分地區、孟加拉國北部、印度最東部和南部,以及西藏中部,是21世紀時間最長的日全食。稍後不久,月亮的暗影將從中國中部地區穿過,接著向中國的東海和琉球群島的一些區域移動。距離硫磺島東南偏東大約200米的地方,是觀察這次日食的最佳地點。對一些人來說,這可能是21世紀出現的最完美的一次日食。它是在1991年到2132年之間發生的日食中,持續時間最長的一次。
2009年日全食的天氣情況,長江流域所在的全食帶地區天氣都不太理想。不過,包括北京在內的華南華北等地,天氣非常好,適合觀測日偏食。觀測日全食注意事項
觀察太陽是十分危險的,因為太陽放射出強烈可見光,紅外線和紫外光。紫外光不但可以曬傷皮膚,它也會對眼睛的視網膜迅速造成傷害。人類的眼睛只要直接觀看太陽幾秒,就可能造成永久傷害,甚至眼盲。如果透過沒有適當減光設備的望遠鏡觀察太陽,後果更不堪構想。日偏食及日環食就不能在沒有採取特安全范措施觀看。在日全食的偏食階段,即使太陽的表面被月球遮掩了99%時,剩下新月形成的光球層,也可以對眼睛造成傷害。不要試圖用肉眼觀察任何日偏食或環食階段的太陽。
下面為大家介紹一些科學的觀測方法:
墨水觀測法(但是此方法減光率較低,易使眼睛受傷,不推薦使用)
可以取一盆清水,加入墨汁,通過水麵的反光看太陽。

針孔投影法

利用兩塊板子,在其中一塊板子上挖一個小洞,讓陽光穿過這個小洞投影到另一塊板子上。
望遠鏡投影法
手可不要亂晃,否則太陽的影子會來回跑。並且千萬不要拿著望遠鏡直接看太陽,如果用望遠鏡直接看太陽,一定要用濾光鏡。
11觀測條件編輯
1.必須在日全食發生的中心地帶上。
2.日全食的時間在3分鐘以上。
3.天氣狀況良好。
12日食看點編輯
看點一:貝利珠。
看點二:色球層。
看點三:日珥。
看點四:日冕。
看點五:天空和環境。
13拍攝注意編輯
有一點需要特別注意,就是在拍攝日全食時,由於全食階段一般只有寶貴的幾分鐘。因此,還需要做好以下幾點:
1.提前進行周密的規劃。比如用什麼相機,鏡頭或望遠鏡,用什麼拍攝方式,要拍到什麼效果,拍到的照片後期除了欣賞外還會不會有別的什麼套用,等等。而對於一些創意攝影就更需要特別的考慮,比如剛才提到的拍糖葫蘆串像,就要先選好地點,計算好每個像之間的時間間隔,等等。
2.提前進行實際演練。如果有條件,提前幾天來到實際觀測地,在日食發生的同樣時間將觀測流程從頭到尾走一遍,包括組裝望遠鏡、找太陽、連線相機、拍照、摘掉濾光片拍照(此時不可對著太陽)、再蓋上濾光片拍照、換存儲卡、換電池……這樣往往能發現一些意想不到的小問題,比如這套器材指向某些位置時會卡住。如果沒條件到觀測現場也沒關係,在任何一個地方演練都可以,只要找恰當的時間讓當時太陽高度和日食時差不多即可。
3.實際觀測時,在全食或者環食階段找一個人專門負責報時。因為這個階段持續時間本來就很短,而人在這個時候緊張而忙碌,往往感覺不到時間的流逝,在不知不覺中全食或環食就結束了。而當有人專門報時,其他觀測者就能對時間做到心中有數,更好的安排自己的觀測
在這裡還要再次強調,在面對最壯觀的日全食時,全食階段一定不要忘記摘掉濾光片!可能這樣的錯誤很可笑,但實際情況是,當全食階段即將到來時,人們的心情可能也會越來越緊張,生怕錯過什麼精彩的鏡頭,於是只顧一通狂拍,等到發現什麼都沒拍下來而意識到忘了摘濾光片時可能已經晚了。
特別提醒:
1、千萬不要用肉眼或任何光學設備(如望遠鏡等)直視太陽。
2.不能用相機直接拍攝(必須加有專用濾光鏡),以防損傷燒壞相機。

日全食安全觀賞手冊大全

2009年7月22日,中國將出現500年一遇的大日食奇觀。被日全食帶掃過的地方都能目睹到日全食盛景。這次日食是從1814年至2309年在中國境內全食持續時間最長的一次日全食,最長可超過6分鐘。在一些網路論壇里,對於觀測日全食的工具,網友羅羅稱“戴副墨鏡就可以了”。也有網友提出了五花八門的建議:在玻璃上塗上墨汁或者用蠟燭將玻璃燻黑後,就可直接拿著玻璃觀看,有的說用電腦磁碟芯觀測,有的說用已曝光的照片底片重疊後觀測或者把墨汁倒入清水裡看水裡的影像……有人甚至還提出來直接用肉眼觀測。

太陽系八大獨特極端之地

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2009年出現的天文奇觀

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日環食當月亮達到遠日點附近時,它的本影圓錐的尖頂達不到地球,這樣造成的視覺效果是月輪好像比太陽的圓小一點。故此時月亮無法遮住太陽,太陽的光環套在月輪的四周,這叫做日環食。
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日全食是日食的一種,即太陽被月亮全部遮住的天文現象。
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雙子座流星雨雙子座流星雨與獅子座流星雨、英仙座流星雨,合稱為“三大流星雨”,備受全球天文愛好者、流星雨迷的推崇。

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