MC-J 发表于 2009-7-13 22:38:58

日全食,月全食及观看日全食的注意事项

日全食和月全食不能经常出现,是由客观条件决定的,必须合朔,合朔时太阳据黄白交点必须在食限内,一般来说日食食限在15度到18度,算一下交点年和朔望月的最小公倍数就是日食周期,古巴比伦发现233个朔望月日食在现,这就是著名的沙罗周期。

   



在望日(农历十五或十六日)当日、地、月三者恰好或几乎在一条直线上,月球运行到地影内时,部分或整个月面照不到阳光,这时就出现月食现象。但不是每个望日都发生月食,由于地球轨道面与月球的轨道面不在一个平面上,两者约有5°09′的夹角,因此只有当月球运行到白道和黄道交点附近10°—12°(称为月食限)时,月球从地影穿过,才可能发生月食。
    月食分为月全食和月偏食两种。这是因为地球直径约是月球直径的4倍,地球的本影远比月球的轨道半长径还长,所以月球只能穿越地球的本影区,永远不会进入伪本影区内。月球钻进地球的本影就发生月全食;月球从地球本影的边缘掠过、只有一部分进入本影时,就发生月偏食。如果月球只从地球的半影中穿过去,就发生“半影月食”一般的情况下只能看到月亮稍微暗了一些,甚至不容易察觉。在统计每年月食次数时不计算在内。
一年内可发生多少次月食呢?每年最多可能发生3次,但有些年份一次也没发生;每年发生两次的可能性最大。月食发生时,面对月球的半个地球上的人都可以看到。对于某个地点来说,可以看到上述半数的月食。今后10年发生月食的时间如下表:
日期      食类      初亏时刻      食既时刻      食甚时刻      生光时刻      复圆时刻      食分
2005,10,17      偏食      19:34                20:03                20:32      0.07
2006,9,8      偏食      2:05                2:51                3:37      0.19
2007,3,4      全食      5:29      6:43      7:20      7:57      9:11      1.24
2007,8,28      全食      16:50      17:51      18:37      19:22      20:23      1.48
2008,8,17      偏食      3:35                5:10                6:44      0.81
2010,1,1      偏食      2:51                3:23                3:54      0.08
2010,6,26      偏食      18:16                19:38                21:00      0.54
2010,12,21      全食      14:32      15:40      16:16      16:53      18:01      1.26
2011,6,16      全食      2:21      3:21      4:11      5:02      6:01      1.71
2011,12,10-11      全食      20:45      22:05      22:31      22:57      0:18      1.11
2012,6,4      偏食      17:59                19:03                20:06      0.38
2013,4,26      偏食      3:51                4:08                4:25      0.02
2014,10,8      全食      17:13      18:23      18:53      19:23      20:33      1.17
2015,4,4      全食      18:15      19:55      20:00      20:05      21:45      1.00
由于月球自西向东运动,因此月食总是从月轮的东边缘开始。月全食包括5个阶段:初亏、食既、食甚、生光、复圆。由于地球本影直径约为月轮直径的2.5倍,所以月全食的过程时间长达l一2小时。   
初亏:月球东边缘与地球本影西边缘外切,月轮的东边缘开始明显减暗。
    食既:月球的西边缘与地球本影的西边缘内切,月球刚好全部进入地球的本影内。
    食甚:月球的中心与地球本影的中心最近。
    生光:月球的东边缘与地球本影的东边缘内切,这时全食阶段结束。
    复圆:月球的西边缘与地球本影的东边缘相外切,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的距离与月球视直径之比。食甚时,若月球恰和地球本影内切,食分等于1;若月球更深入本影内部,则食分大于1,而月偏食的食分都小于1。
   月食可以直接用肉眼观察。观测前要准备一些月食观测描图纸,纸上画有大圆,按0°—360°分度,0°对应月面的北点;每隔一定时间描一张。特别要描绘和记录的是初亏、食既、生光和复圆的时刻与方位。准确地记录时间是很重要的。同时,观察月面的颜色。月面被食时并不完全黑暗,且每次月食的暗度亦有不同。即使是月全食时月面亮度也不会完全消失,还在发出铜红色的微光。这是由于地球大气散射阳光,使部分红光到达月面所致。月食时的月面颜色与地球的大气状况和太阳活动有关,所以观测月食时的颜色对研究地球大气的物理状况很有意义,要详细描述其颜色特征。   
进行月食的照相观测,可选用口径大于50毫米,光力大于1/1.8的单反镜头照相机;采用感光度ISO 200的黑白底片。也可以采用固定照相方法,把照相机架在支架上,每隔5分钟曝光一次,拍照月食的串相。也可把照相机固定在望远镜上作跟踪照相,拍出月食的单张像,按实验好的露光时间每隔3—5分钟拍照一次,底片冲洗后,即可得到一份月食记录。最好能同时拍下钟表的时间,也可把拍摄时间写在翻拍的相纸上。


   

光辉灿烂的太阳有时突然被一个黑影挡住,太阳的光辉渐渐减弱,甚至全被遮住,瞬间夜幕降临,繁星缀空,这就是日食现象。这是因为月球经过太阳—地球连线,月球遮住了整个日轮而发生的日全食。此时,能够看到月球周围显露出玫瑰色光圈(这是太阳大气的色球层)和延展的银灰色日冕(太阳的外大气)。特别令观看者惊奇的是,在日全食刚开始和将结束时出现的 “贝利珠”,这是因为月球边缘有山口而透出了日轮(光球)的强光,就像在黑夜中突然闪现出的一串珠光,惊奇而刺激!   
    观测日食是研究太阳外层大气的色球、日冕极为宝贵的时机,也是天文爱好者大显身手之时。下面说说怎样观测。
    1,什么时候可以观测到日食
当月球运行到太阳和地球之间且日、月、地三者恰好或几乎成一直线,太阳射向地球的光线被月球遮掉一部分或全部被遮掉时,人们就会看到日食。显然,日食只能发生在朔日,即农历初一。但不是每个朔日都发生日食,这是因为月球绕地球的轨道面和黄道面不重合,只有当朔发生在两者交点附近时才会有日食。
2,日食的种类:日食的类型有日全食、日偏食和日环食。日全食时整个太阳都被挡住;日偏食是太阳的一部分被挡住;日环食时,月球挡住了太阳圆面的中部,周围还有一圈明亮的光环。
    3,日食的次数:日食每年最多可发生5次,最少也要发生2次。每年发生日食的次数比月食多,可为什么人们总是看到月食的机会比日食多呢?这是由于日食带的范围很小,地球上只有局部地区可见。就一个地区来讲,平均要过300多年才能见到一次日全食,很多人一生都没有机会看到日全食,因此,人们不惜千里奔赴到全食带地区观看。
    4,日食的过程
    由于月球自西向东绕地球转动,所以日食总是从日轮的西边缘向东边缘发展。日全食可分为五个阶段,分别叫做:初亏、食既、食甚、生光和复圆。
初亏:月轮的东边缘与日轮的西边缘外切,这是日食的开始。
食既:月轮的西边缘与日轮的西边缘内切;食既是被全部吃完的意思,此即日全食开始。
食甚:月轮的中心与日轮的中心相距最近。
生光:月轮的东边缘与日轮的东边缘内切。
复圆:月轮的西边缘和日轮的东边缘外切,此时日食全过程结束。
    日偏食只有初亏、食甚和复圆三个阶段。日偏食的食分是太阳视圆直径(视直径)被挡住部分与视圆面直径之比;日全食和日环食的食分定义为月球视直径与太阳视直径之比。显然,日偏食和日环食的食分都小于1,日全食的食分大于或等于1。
    由于月影以1千米/秒的速度自西向东扫过,而地球自转速度在赤道上也只有0.5千米/秒,所以月影在地面上仍然由西向东移动。于是,地面上不同地点看到日食发生的时刻就不同,西部比东部先看到。
   5,日食的照相观测
对日食可利用小型天文望远镜或普通照相机拍照,天文爱好者采用第二种方法较多。由于太阳像较大,所以应选择光力小的优质照相机。
色球闪光光谱的拍摄:在日全食时,当月影刚刚把整个太阳光球覆盖起来的时候,色球层未被遮盖的部分呈现出狭窄的圆弧形状,起了天然的“狭缝”作用,这时利用光谱仪(去掉狭缝装置)可拍摄到太阳色球的光谱。由于色球光谱中的谱线都是发射线,日全食时间又很短,因此色球光谱叫做闪光光谱,它与光球光谱类似,但它的谱线是亮的发射线,而且氢线比较强。
    日食拍照应注意的事项:对日食拍照,先要调好望远镜的极轴,并调好焦距。可通过减光片查看太阳像边缘的虚实,反复调多次直到像清晰为止;若当时日面上有大黑子也可利用太阳黑子进行调焦。此外要特别注意以下事项:
    ①观测太阳要有减光装置。望远镜要配备减光板,但在食甚拍摄日冕时要拿掉减光板,因为日冕的光较弱应直接拍摄。
②观测日食全过程要事先作好计划。
如果用胶片相机拍照,一卷135型胶卷共有36张底片,整个日食过程大约在两小时以上,所以要把36张底片计划安排好。观测日食的食甚阶段是最主要的,最好用不少于10张左右的底片拍摄食甚时的日冕像。要用几个不同档次的曝光时间拍摄,这样能取得更好的结果。要获得大些的太阳像,最好使用长焦距(如长于200毫米)镜头。长焦距镜头可观测大范围日冕,从而获得包括内冕和外冕的像。
最好采用数码相机进行拍照,如果用1个G的储存卡,可以拍照1000多张,由相机自动记录拍照时间,拍照后选择余地很大。但要备足充电池,最好用两块以上,交替使用。
    ③正确选择露光时间:曝光时间与相机的焦比(即焦距和口径之比)及底片的灵敏度有关,一般可采用颗粒细的、感光度ISO 100的底片。对于相机的焦比在4—8之间的,拍摄日冕(包括内冕和外冕)曝光时间约为1/250——l/60秒;拍摄贝利珠曝光时间约为l/4000一l/250秒。对于相机的焦比在11—22之 间的,拍摄日冕(包括内冕和外冕)曝光时间约为1/125—1/S秒;拍摄贝利珠曝光时间约为1/500——l/30秒。如果用数码相机,可用A档,让相机自动选择曝光时间和焦比。
    天体在望远镜焦平面上成像的大小取决于物镜的焦距,可用公式
    d= F·π″/206265
计算底片上日像的大小。式中,D为日像的直径,π″为太阳的视角直径(约32′=1920″),F为望远镜的焦距。如果望远镜的焦距为1500mm计算出的太阳在底片上的直径为1.4cm。
未来10年内,天津地区可见的日食
日期      食分      初亏时刻      食甚时刻      复圆时刻      种类
2007年3月19日      0.38      9:27      10:22      11:19      偏食
2008年8月1日      0.92      18:18      19:10      (19:27)      全食
2009年7月22日      0.75      8:24      9:32      10:46      全食
2010年1月15日      0.85      15:33      16:52      (17:11)      环食
2012年5月21日      0.69      5:29      6:31      7:41      环食
请注意:2008年的日食,在我国新疆、甘肃、内蒙、宁夏、陕西、山西、河南部分地区可以看到日全食。而2009年7月22日的日全食从四川成都直到上海的长江流域可看到5—6分钟的日全食。全食带分布之广,全食的时间如此之长,在日食史上少见的。有足够的时间供我们拍照和观赏。这两次全食又正值暑假旅游黄金周期间,一定会有许多人云集在全食带内进行观看。

Buckethead 发表于 2009-7-13 22:45:10

就是天暗了嘛~没什么可深奥的~

MC-J 发表于 2009-7-13 22:48:20

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