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日食的形成

當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,月球就有可能將太陽擋住,而月球的黑影就會落在地球上了,人們稱這種現象為日食。

日食的形成

日食是如何形成的?

是指日全食的基本過程

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(即月面的東邊緣與月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,就是偏食階段了。月亮繼續往東運行,太陽圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大,陽光的強度與熱度顯著下降。當月面的東邊緣與日面的東邊緣相內切時,稱為食既。此時整個太陽圓面被遮住,因此,食既也就是日全食開始的時刻。

食甚

食既以後,月輪繼續東移,當月輪中心和日面中心相距最近時,就達到食甚。

生光

對日偏食來説,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。接着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。

倍利珠/鑽石環

在太陽將要被月亮完全擋住時,在日面的東邊緣會突然出現一弧像鑽石似的光芒,好像鑽石戒指上引人注目的閃耀光芒,這就是鑽石環(diamond

ring),同時在瞬間形成為一串發光的亮點,像一串光輝奪目的珍珠高高地懸掛在漆黑的天空中,這種現象叫做珍珠食,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(baily

beads)。這是由於月球表面有許多崎嶇不平的山峯,當陽光照射到月球邊緣時,就形成了倍利珠現象。倍利珠出現的時間很短,通常只有一二秒鐘,緊接着太陽光就全部被遮蓋住而發生日全食了。

日食是怎麼形成的

日食的發生是由於月球運動到太陽和地球中間。當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,月球的黑影正好落到地球上,這時就會發生日食現象。

當太陽的光線被月球全部擋住或者部分擋住時,我們看到的景象是不一樣的,因此日食又被分為日偏食、日全食、日環食、全環食。

月球本身體積比太陽小很多,當運行到一條直線,且月球距離地球較近時,月球的暗影,也就是落在地球表面的陰影,寬度正好可以遮住整個太陽。在地球上看到太陽被完全遮蓋住了,這就是日全食。

太陽和月球只有部分重合,觀測者落在月球的半影區中,觀測者會看見一部分的太陽被月球的陰影遮蓋,但另一部分仍繼續發光,即太陽光被遮蓋一部分,就是日偏食。

月球本身體積比太陽小很多,當運行到一條直線,且月球距離地球較遠時,沒有完全遮住太陽光,造成太陽中心部分黑暗,邊緣仍然明亮,這就是日環食。

意義價值

日全食之所以受重視,更主要的原因是它的天文觀測價值巨大,因為月球會讓原本刺眼的太陽暗下來,讓原本不易觀察的日冕層顯露出來。科學史上有許多重大的天文學和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。

愛因斯坦1915年發表了在當時看來是極其難懂、也極其難以置信的廣義相對論,這種理論預言光線在巨大的引力場中會拐彎。人類能接觸到的最強的引力場就是太陽,可是太陽本身發出很強的光,遠處的微弱星光在經過太陽附近時是不是拐彎了,根本看不出來。但如果發生日全食,擋住太陽光,就可以測量出來光線拐沒拐彎、拐了多大的彎。

機會在1919年出現了,但日全食帶在南大西洋上,很遙遠,也很艱苦。英國天文學家愛丁頓帶着一支熱情和好奇心極強的觀測隊出發了。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。

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