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日全食

概述
(图)日全食日全食原理图

2008年8月1日北京时间下午7时前后,在中国西北的部分地 区将发生壮观的日全食天象。此次日食的全食带从俄罗斯、蒙古国入境,途径中国的新疆甘肃陕西山西河南部分地区,这是继1980年和1997年之后在中国境内又一次有机会欣赏到壮丽的天文奇观的机会 。日全食应该是所有常规的天文现象中最能够给身临其境的观测者以极大震撼的天象。每次日全食的发生 ,都会引起世界各国天文工作者和天文爱好者的强烈关注。本次日食发生的时间正值北京奥运会开运会开 幕的前夕,国外有的网站将这次日全食命名为“中国奥运日全食”。由于月亮的影锥又细又长,所以当 它落到地球表面时,所占的面积很小,至多不会超过地球总面积的万分之一,它的直径最大也只有二百六 十多千米。当月球绕地球转动时,影锥就在地面上自西向东扫过一段比较长的地带,在月影扫过的地带, 就都可以看见日食。所以这条带就叫做“日食带”。带内发生日全食的,就叫全食带;带内发生日环食的,就叫环食带。在太阳将要被月亮完全挡住时,在日面的东边缘会突然出现一弧像钻石似的光芒,好像钻石戒指上引人注目的闪耀光芒,这就是钻石环,同时在瞬间形成为一串发光的亮点,像一串光辉夺目的珍珠高高地悬挂在漆黑的天空中,这种现象叫做珍珠食,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,就形成了倍利珠

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现象。倍利珠出现的时间很短,通常只有一二秒钟,紧接着太阳光就全部被遮盖住而发生日全食了。 #3$$#%%%%%%%6$

发生原理
(图)日全食日全食成因图

日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白交点的一定界限之内,这个界限就叫做“ 食限”。计算表明,对日食而言,如果新月在黄道和白道的交点附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定有日食发生。由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为“食季”,它们相距半年。太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和 白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天。

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日食和月食的“季节”。日食一定发生在朔,即农历初一当日。此时月球位于地球和太阳之间,但因 太阳轨道(黄道)与月球轨道(白道)成5°9交角,故并非每次朔日皆有日食发生,而日食发生时,日月两者皆一定在“黄白交点”(升交点或降交点)附近发生。日、月食的发生必须是新月和满月出现在黄白 交点的一定界限之内,这个界限就叫做“食限”。计算表明,对日食而言,如果新月在黄道白道的交点 附近18度左右的范围内,就可能发生日食;如果新月在黄道和白道的交点附近16度左右的范围内,则一定 有日食发生。对月食而言,如果望月在黄道和白道的交点附近12度左右的范围内,就可能发生月食;如果 望月在黄道和白道的交点附近10度左右的范围内,则一定有月食发生。由于黄道和白道的交点有两个,这两个交点相距180度,所以一年之中有两段时间可能发生日食和月食,这两段时间都称为“食季”,它们 相距半年。太阳每天在黄道上向东移动约1度,由于日食的食限为18度左右的范围,太阳从黄道和白道交点以西的18度运行到黄道和自道交点以东的18度,大约需要36天,也就是说日食的每一个食季为36天。对 于月食而言,它的食限为12度左右,因此月食的每一个食季就只有24天。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

地球和月球本身都不发光.凡是不发光、不透明的物体在太阳光照耀下,都有一个影子拖在后面。地球 和月球背着太阳的一面,也都各自拖着一条长长的影子。从图上我们可以看出,影子由两部分组成:影子 最黑的部分,称之为本影,在月球的本影内看不见太阳;本影周围稍微暗淡的影子,称之为半影,在月球的半影内只能看见太阳的一部分。 地球绕着太阳旋转,月球绕着地球旋转,并随着地球绕太阳旋转。所 以在月球绕地球公转一周(二十九天半)中,当月球走到太阳和地球之间,如果太阳、月球、地球正好在 或接近一各直线时就会把太阳遮住而发生日全食。同样,当月球走至地球背向太阳一面,如果太阳、地球 月球正好在或接近一条直线时,也就是月球走进地球本影里才发生月食。日食共有三种,即:日偏食日环食,和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分,在太阳周围还露出一圈 日面,好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关,并且也决定于月球与地球之间的距离变化。月球比太阳小得多,它 的直径大约是太阳直径的四百分之一,而月球与地球间距离也差不多是太阳与地球间距离的四百分之一, 所以从地球上看,月亮与太阳的圆面大小差不多相等,因而能把它遮住而发生日食。 www.shuhuabaike.com

过程
(图)日全食日全食情景

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。 #3$$#%%%%%%%6$

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(即月面的东边缘与月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。

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食既

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从初亏开始,就是偏食阶段了。月亮继续往东运行,太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大,阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既。此时整个太阳圆面被遮住,因此,食既也就是日全食开始的时刻。同时在瞬间形成为一串发光的亮点, 像一串光辉夺目的珍珠高高地悬挂在漆黑的天空中,这种现象叫做珍珠食,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,就形成了倍利珠现象。倍利珠出现的时间很短,通常只有一二秒钟,紧接着太阳光就全部被遮盖住而发生日全食了。日全食时,大地变得昏暗,兽惊归巢穴。这时天空中就会出现一番奇妙的景色:明亮的星星出来 了,在原来太阳所在的位置上,只见暗黑的月轮,在它的周围呈现出一圈美丽的、淡红色的光辉,这就是太阳的色球层;在色球层的外面还弥漫着一片银白色或淡蓝色的光芒,这就是太阳外层的大气—日冕;在淡红色色球的某些地区,还可以看到一些向上喷发的像火焰似的云雾,这就是日珥。日珥是色球层上部气体猛烈运动所形成的气体“喷泉”。色球层、日饵、日冕都是太阳外层大气的组成部分,平时在一定的条件下也可以观测到,但在日全食时,这些现象可以看得特别清楚。

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食甚 www.shuhuabaike.com

食既以后,月轮继续东移,当月轮中心和日面中心相距最近时,就达到食甚。 www.shuhuabaike.com

生光 www.shuhuabaike.com

(图)日全食日全食情景图

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、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。

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发生次数
(图)日全食日全食变化图

一年之中有几次,日食的一个食季是36天,这个天数比一个朔望月的平均长度29.53还要长。因此在一个日食的食季内必定会发生一次日食,也可能发生两次日食。一年之中有两个日食食季, 所以在一年之内至少有两次日食发生,也可能有四次日食发生(如果每个食季中都包含两个朔日的话)。月食的一个食季为24天,这个天数比一个朔望月的平均大数29.53天还要短。因此在月食的一个食季内可能 包含一个望月,也可能没有望月在内,也就是说,在这个食季内可能有一次月食发生,也可能连一次月食也不会发生。一年之中月食的食季也是有两个;”所以在一年之中,可能有两次月食发生,也可能连一次月食也不会发生。 www.18art.com

一年之中,日、月食的次数最多时可以达到六次,即四次日食和两次月食.但是实际上有时候一年之中的日、月食次数可以多达七次,即五次日食和两次月食,或者是四次日食和三次月食。如1935年就曾发生 过五次日食和两次月食,将来的2160年也会是这样;1917年和1982年就曾发生过四次日食和三次月食。这是由于在太阳的引力作用下,黄道和白道的交点会不断地沿着黄道从东向西移动,每年约移动20度,这个 方向与太阳沿黄道运行的方向相反,因此太阳在黄道上连续两次通过同一交点所经历的时间间隔(这个间隔叫“食年”)比一年(365.2422天)要短,只有346.62天,要约少19天。这样就会产生两种情况:一 种情况是一年365.2422天之内,包含了两个完整的食季和一个不完整的食季。比方说第一个食季开始1月 初,那么经过346.62天一个食年之后,第三个食季就会在同一年的12月中旬开始,在这种情况下就可能发 生五次日食和两次月食;另一种情况是一年365.2422天之内,包含了两个不完整的食季(一个在年头,一个在年尾)和一个完整的食季,在这种情况下就可能发生四次日食和三次月食。 www.18art.com

综上所述,可以把一年中日、月食所可能发生的次数归纳如下:一年中日、月食最少有两次,而且这 两次都是日食;一年中可能一次月食都不会发生(如1980年);一年中日、月食最多可以有七次:五次日 食和两次月食(例如1935年),或者是四次日食和三次月食(例如1917年和1982年)。一般说来,最常见 的情况是一年中有四次日、月食:两次日食和两次月食。上面这些情况只是对全地球来说的。至于对地球的某个地点而言,一年内能看到日、月食的机会就要少得多。另外,从上面的数字来看,一年中日食发生的次数比月食发生的次数多,但实际上人们却往往看到月食的次数比看到日食的次数多。这是由于月食发生时,背着太阳的那半个地球上的人都可以看到;而在日食发生时,月亮的影锥只扫过地球上一个狭窄的地带,只有在这部分地区的人才能看到日食,尤其是日全食发生时,全食带的范围更小,宽度只不过二三 百千米,因此只有很少的一部分人才能看到。平均起来,一个地方要二三百年才能看见一次日全食。因此 有不少的人一生也没有看到日全食是不足为奇的。例如1961年3月2日夜里发生的月食,在中国、整个亚洲 以及欧洲地区都可以看到。而1968年9月22日发生的日全食,在中国只有新疆的部分地区可以看到全食, 在北京只能看到日偏食,而在上海,什么也看不到。 #3$$#%%%%%%%6$

持续时间

日全食的时间长短,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。

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景观描述
(图)日全食日全食情景

日全食时,大地变得昏暗,兽惊归巢穴。这时天空中就会出现一番奇妙的景色:明亮的 星星出来了,在原来太阳所在的位置上,只见暗黑的月轮,在它的周围呈现出一圈美丽的、淡红色的光辉 ,这就是太阳的色球层;在色球层的外面还弥漫着一片银白色或淡蓝色的光芒,这就是太阳外层的大气—日冕;在淡红色色球的某些地区,还可以看到一些向上喷发的像火焰似的云雾,这就是日珥。日珥是色球 层上部气体猛烈运动所形成的气体“喷泉”。色球层、日饵、日冕都是太阳外层大气的组成部分,平时在 一定的条件下也可以观测到,但在日全食时,这些现象可以看得特别清楚。 www.shuhuabaike.com

生光食既以后,月轮继续东移,当月轮中心和日面中心相距最近时,就达到食甚。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、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。 www.18art.com

预报
(图)日全食日全食情景

在日全食的预报中,常常还可以看到“食分”这样一个词,它是用来表示日食的程度。对于日食而言,食分并不表示太阳圆面被遮俺的面积,而是表示日面直径的被遮部分与太阳直径的比值。以太 阳的直径作为1,如果食分为0.5,这就表示太阳的直径被遮去了一半;如果食分为1,那就是太阳的整个 圆面被遮住,那就是日全食。很显然,食分越大,日面被遮掩的程度就越大。日偏食的食分是小于1.0的 ,日全食的食分是1.0。 食带月影扫过的地方。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。

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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。 由于月亮的影锥又细又长,所以当它落到地球表面时,所占的面积很小,至多不会超过地球 总面积的万分之一,它的直径最大也只有二百六十多千米。当月球绕地球转动时,影锥就在地面上自西向 东扫过一段比较长的地带,在月影扫过的地带,就都可以看见日食。所以这条带就叫做“日食带”。带内发生日全食的,就叫全食带;带内发生日环食的,就叫环食带。可以看到偏食的范围很广阔,已经不像一 条带子,而是很大的一片地区。 www.shuhuabaike.com

全食带是一条宽度不过二三百千米,长约数千到10000千米的狭窄路径(有时全食带的宽度甚至只有几 千米),只有在全食带扫过的地区才能看见日全食或日环食的发生。全食带的两旁是较广阔的半影扫过的地区,在这些地区内可见偏食。离全食带愈近的偏食区,所见偏食程度愈大;离带愈远,可见偏食程度愈小;半影区以外的地方是看不见日食的。由于月球是由西向东运行,所以它的影子也是沿同一方向运行, 因此各地看到日食的时间是不同的。当地面上的西部地区已经处在黑影区域内,这一地区的人已经看到日 食时,东部地区的人却不能同时看到日食,得在月影向东移来后才能看到日食。所以,西部地区的人总是 比东部地区的人先看到日食。 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。

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周期性
(图)日全食日全食

日食和月食的周期性,由于地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动都有一定的规律,因此日 食和月食的发生也具有其循环的周期性。早在古代,巴比伦人根据对日食和月食的长期统计,发现了日食 和月食的发生有一个223个朔望月的周期。这个223个朔望月的周期便被称为“沙罗 周期”,“沙罗”就 是重复的意思。223个朔望月等于6585.3天(223×29.530588),即18年零11.3天,如果在这段时间内有5 个闰年,那就是18年零10.3天。在这段时间内,太阳、月亮和黄白交点的相对位置在经常改变着,而经过 一个沙罗周期之后,太阳、月亮和黄白交点差不多又回到原来相对的位置,因此便会出现同上一次情况相 类似的日、月食,但见食的地点会有所变化,这里就不再细述了。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

在中国汉代也发现日、月食具有一个135个朔望月的周期。135个朔望月等于3986.6天,约等于11年少31天,也就是说日、月食每过11年少31天重复发生一次。这个循环周期记载在汉代的“三统历”中,因此 也称为“三统历周期”。此外,人们还发现日、月食还有其他的循环周期。比如以358个朔望月为周期的纽康周期(合29年少20日),以235个朔望月为周期的米顿周期(合19年)等等,但这些周期都是非常粗略的,只能粗略地推算出日、月食发生的日期,并不能确定日、月食发生的准确时刻,食分的大小和见食 的地区。准确的日、月食发生的时间以及交食情况,需要经过专门的严格推算,这已经是属于相当专门的 历书天文学中“食论”的研究范围了。中国紫金山天文台就担负着日、月食预报的工作。

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意义价值
(图)日全食日全食

日全食之所以受重视,更主要的原因是它的天文观测价值巨大。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。爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极 其难以置信的广义相对论,这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力 场就是太阳,可是太阳本身发出很强的光,远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了,根本看不出来。但如果发生日全食,挡住太阳光,就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。机会在1919年出现 了,但全食带在南大西洋上,很遥远,也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测 队出发了。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。 www.18art.com

在中国,前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年,只有中缅边境云南瑞丽地区可见, 那时候笔者刚上初中,正是个狂热的少年天文爱好者,可惜没有经济能力,只能通过《天文爱好者》杂志过过干瘾。另一次是在1997年春节之后,在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次笔者是奉了报社之命前去采访的,同时也了却自己少年时的梦想。那次的观测规模之大,出乎想象,世界各国的天文学家和天 文爱好者,把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹,由于人数大大超出小镇的接待能力,人们只能宿营在火车汽车上。当时那里还是冬天,白天气温零下25摄氏度左右,夜里能到零下40摄氏度,滴水 成冰,人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此,观测者们没有一个后悔的,没有一个不兴奋异常的,都 把亲眼看到日全食,当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象,要说与人们的日常生活、 吃喝拉撒,确实是没有什么直接关系。但是,它代表了一种终极的人文关怀,代表了一种对大自然的极度 热爱,代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏,一个国家、一个民族,不能缺少这些 关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。

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21世纪中国首次日全食奇观
(图)日全食日全食情景

中国境内将自新疆阿勒泰经哈密酒泉西安郑州一线出现日全食 ,开始时间为北京时间18时20分左右,持续时间约两分钟。其他绝大部分地区由于处于偏食带,可观赏 到带食日落的场景。这是二十一世纪首次发生在中国境内的日全食天象。近三十年来,中国分别于1980年和1997年发生过两次有利于观测的日全食,但这两次日全食的全食带范围都非常小,看到者并不多。 #3$$#%%%%%%%6$

此次日全食,全食带将从加拿大北部开始,经过格陵兰岛北部、北冰洋、俄罗斯中部、蒙古国西部, 在中国中部结束。在北美洲东北部、北冰洋、大西洋北部、欧洲、亚洲可以看到偏食。专家说,此次中心 食带将于北京时间8月1日18时59分左右经过阿尔泰山进入中国境内,随后相继经过哈密、酒泉、西安等地 。北京时间19时21分,日食带离开地球,日全食结束。对于中国公众而言,新疆等西部7个省、自治区观 测条件非常好。由于这些地方的太阳落山时间较迟,因此可以看到日全食的全部过程。其中,此次日全食 中国最佳观测地点是在新疆哈密,全食时间为1分56秒。其次在甘肃的酒泉地区,全食时间1分48秒。其他 地区由于处于偏食带,所以很多人看不到全食的过程。 www.shuhuabaike.com

历史
(图)日全食日全食观测台

1:中国观测日食历史悠久,早在公元前1948年就有人观测到了日食。中国在公元前2300多年前就有了当时最先进的天文观象台。中国历来重视日食的预报,据说夏代一位天文官因沉湎酒色,漏报日食,被砍首以警示玩忽职守者。 中国有世界上最早、最完整、最丰富的日食记录。光是古书(至清代)的 史料(不包括甲骨文),就有1000多次日食记录。最早是《尚书》记载的发生在公元前1948年的一次日食。《诗经》中更是详细记载了发生在公元前776年9月6日的日食:“十月之交,朔日辛卯,日有食之。” 世界天文学家普遍承认中国古代日食记录的可信程度最高,为世人留下了珍贵的科学文化遗产。中国古代时期因历史久远,缺乏精确的文字记录,因此难以精确地断代,而日食天象就像是一座相当精确的历史时钟,可以帮助确定一些历史事件的时间。 www.shuhuabaike.com

2:古代西方一次日食中止一场战争,西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗,打到一半时 忽然间太阳消失不见了,两族族人害怕灾祸的到来,终于达成美好的结果- -两族讲和通婚。对于日食现象的看法,除了大溪地人把日食当成正面意义外,其他的国 家都将他作 负面的解释。譬如西元前六百多年,雅典攻打某族时,因为发生食相而害怕不敢继续前进,就因为延迟了进攻,反倒让敌方趁这段时间有了准备,结果当雅典军队进攻敌方时,反而被打败了。 #3$$#%%%%%%%6$

3:中国汉朝古墓中的日食记:各民族对日全食有着如天狗吃日、狼逐日等等不同的解释,并有其各自解决的方法。 中国古时候,民间是以 敲锣打鼓的方式来对付;由于日全食的时间通常很短(至多七分半钟) ,所以在人们敲敲打打后,太阳可能就会马上重现,因而免除了人们的惊慌。 中国对日食的记载很 早,在汉朝的墓中就挖出许多石头,这些石头上刻画了很多日月星辰的图形,其中一个画有「日月合璧」 ,亦即太阳与月亮叠在一起,这就是当时的日食记录。中国人对日食的科学解释为阴侵阳,中国很早就知道视为「阴」的月亮,遮蔽了视为「阳」的太阳,而造成日食现象。 古时候有「月盈则食」的说法 ,意指月食现象发生都是在满月之时。 日食发生时,中国古代朝廷也会有所行动;中国人认为天代表大自然,太阳在大自然里有着最崇高的地位,皇帝称为天子,则意指其为上天派来管理人民的。既然天代表皇帝的父亲,它会透过太阳表面上的现象来警告其地上的代理人--皇帝,明示他做错什么事情、有什 么事情要小心等等;于是,透过各种征兆呈现出来,日食就是一个常被利用的状况。根据古书避镇殿记载,汉朝每当发生日食时,皇帝就不到大殿做早朝,而到偏殿旁的小殿进行早朝,并且一切从简。

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未来预测
(图)日全食日全食成因图

1:中国进入日食高发期未来4年可赏3次日食:中国将迎来本世纪第一次日全食。未来4 年,中国公众还可欣赏到3次罕见的日食天象,其中一次为日全食,两次为日环食。天文专家表示,在5年时间集中出现如此多的日食天象是百年罕见的。 天津市天文学会理事赵之珩介绍说,自上世纪80年代 以来,中国曾经发生过两次有利于观测的日全食,一次是1980年发生在昆明、贵阳等西南城市;一次是 1997年发生在漠河地区。“今明两年的日全食天象,无论是全食带的范围,还是全食发生的时间,都有 利于中国公众观测,只要天公作美,公众将能一饱眼福。”赵之珩说。除今年8月1日这次日全食外,2009年7月22日,中国还将发生一次更为壮观的日全食,全食带横扫中国中部的长江流域。届时, 中国的拉萨、成都、上海等40多个城市都能观赏到这次日全食。与8月1日的日全食相比,此次日全食发生 的范围更广,持续时间也更长,将达到5分钟至6分钟,这种状况可谓百年难遇。除了这两次日全食天象外 ,2010年1月15日还将发生日环食,云南四川湖北安徽等地公众可一睹日环食风采。2012年5月21日 ,日环食天象再次上演,广西广东福建香港澳门等地公众可欣赏。天文专家表示,在5年时间集 中出现如此多的日食天象是百年罕见的。 #3$$#%%%%%%%6$

2:2008全国主要城市日食预报时间和见食情况:今年八月一日,中国境内将自新疆阿勒泰经哈密、酒泉、西安至郑州一线出现日全食,开始时间为北京时间十八时二十分左右,持续时间约两分钟。这是二十一世纪首次发生在中国境内的日全食天象。 www.18art.com

注意事项
(图)日全食中国日全食食带区域图

无论是肉眼还是使用望远镜进行日全食和太阳的观测都存在一定的风险,必须格外小心 。一般来说,任何情况下都不要直接用肉眼观测太阳。即使是采取了专门的日食观测卡、日食眼镜之类的减光手段,也不能长时间看太阳!使用望远镜观测太阳时,应该在物镜端采取减光措施,任何情况下都不 要从望远镜的目镜里看太阳。对于当今的科技水平,与流星暴雨的出现等天文现象和地震、洪水的发生 等自然现象的预测情况不同,日月食已经是可以完全精确预报的天象。除了专业天文学家们在日全食期间 进行的各种专业观测之外,日全食也是一个绝好的大力开展天文科普的机会。可以预期,今明两年连续在 中国境内发生的日全食天象以及将在联合国宣布的2009年国际天文年期间开展的一系列天文相关的活动,将会在国内掀起新一轮的天文热。为了更好地为大家提供日食有关的信息和观测等方面的帮助,北京天文 馆信息中心推出了大家在这里看到的日食网站。正如仅仅浏览北京天文馆的网站与来北京天文馆参观是完全不同的感受一样,光在网站上观看日全食的直播一定是远远不能与亲身经历日全食相提并论的。作为北京天文馆馆长,最大的遗憾也许就是长这么大还一次日全食都没有看过。由于奥运之前的准备等原因,今年家门口的日全食也不能去看了,只能和大多数的朋友一样,稍微看一眼日偏食,在网上看看日全食的直播。明年7月22日长江流域的日全食一定要去。希望有条件的朋友一定要争取去实地体验一下看日全食这 个难得的经历,也欢迎大家除了上网之外,也真的到北京天文馆来指教。

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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。由于月亮的影锥又细又长,所以当它落到地球表面时,所占的面积很小,至多不会超过地球总面 积的万分之一,它的直径最大也只有二百六十多千米。当月球绕地球转动时,影锥就在地面上自西向东扫 过一段比较长的地带,在月影扫过的地带,就都可以看见日食。所以这条带就叫做“日食带”。带内发生 日全食的,就叫全食带;带内发生日环食的,就叫环食带。可以看到偏食的范围很广阔,已经不像一条带 子,而是很大的一片地区。全食带是一条宽度不过二三百千米,长约数千到10000千米的狭窄路径(有时 全食带的宽度甚至只有几千米),只有在全食带扫过的地区才能看见日全食或日环食的发生。全食带的两 旁是较广阔的半影扫过的地区,在这些地区内可见偏食。离全食带愈近的偏食区,所见偏食程度愈大;离 带愈远,可见偏食程度愈小;半影区以外的地方是看不见日食的。由于月球是由西向东运行,所以它的影 子也是沿同一方向运行,因此各地看到日食的时间是不同的。当地面上的西部地区已经处在黑影区域内,这一地区的人已经看到日食时,东部地区的人却不能同时看到日食,得在月影向东移来后才能看到日食。 所以西部地区的人总是比东部地区的人先看到日食。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。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

除了日全食外,日偏食、日环食时,太阳光都太强烈,无法直接用仪器或肉眼观测。因此,观测日食首先要解决减光的问题。流传很广的一种看日食方法是:在清水中加入黑色的墨汁,就能使水面反射的太 阳光减弱,这样便可以用肉眼直接观看“墨水”反射的太阳像或日食。实际上,这种方法是很糟糕的方法 。不仅是因为要保持水面平静几乎不可能,更主要的是:水面能够反射光线,只是因为水的表面很光滑; 在水中加墨汁,对水的表面不会产生任何影响,因而不能减弱它反射光的能力。一盆熔融的沥青、一块涂了光滑黑的铁板,照样都能强烈反射太阳光,其反射能力与一盆清水不会有多少差别,清水中加墨汁所 能起的作用,不是不言自明了吗?透过墨汁涂黑的玻璃去观测日食的方法也不是好方法,因为墨汁无法在玻璃上涂均匀。观看太阳,必须使用“太阳镜”或“太阳卡”,否则会伤害眼睛。“太阳镜”或“太阳卡 ”的滤光片是经过专业部门制作的,可以保护眼睛不受伤害。戴上“太阳镜”或“太阳卡”才可以看清楚 太阳表面的变化,绘画出日食的过程或记录黑子的形状和位置。即使戴上“太阳镜”或“太阳卡”,每次 观看太阳的时间也不要超过1分钟。另外,绝对不能用普通的望远镜或天文望远镜观看太阳,强烈的阳光 会造成眼睛致命的伤害。要看,必须在物镜的一端加上相应的滤光片,进行减光。

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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。 #3$$#%%%%%%%6$

因此,还需要做好以下几点: www.shuhuabaike.com

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。

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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。 www.18art.com

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。可能你会觉得这样的错误很可笑,但实际情况是,当全食阶段即将到来时,你的心情 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。 www.shuhuabaike.com

2:如何用相机直接拍摄日食:天文摄影最简单的方法是——用相机直接拍摄,对于太阳而言,许多照相机的长焦端都可以拍到较大的图像,那么在非全食阶段,只需要将滤光片罩在相机镜头前就可以轻松拍摄。如果你使用墨水盆法或者望远镜投影法观测日食,那么直接把你看到的拍下来即可。至于全食阶段,直接用相机对着太阳那里拍就行了。用相机直接拍摄还可以实现许多创意摄影。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。

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 21世纪中国能看到的日全食
 在21世纪,中国可以看到的日全食,包括2008年8月1日的一次,到2100年,共可观测到8次,每一次可观测的范围非常小,而今年2009年的日全食是可观测人数最多的、全食持续时间最长的一次,错过了今年的日全食,下次的日全食就不是那么容易观测到的了。
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2034年的日全食的观测地区偏远,假如你错过了2034年的日全食,希望2035年发生在中国北部的日全食就不要再错过了。因为2035年9月2日的日全食也较壮观,在中国的北部地区可见,从新疆中南部、甘肃西北部、内蒙古西南部、山西北部极少部分、河北北部极少部分到北京、天津,然后跨过渤海,经过辽宁半岛再入黄海,跨过朝鲜进入进日本海,再经过日本的东京,然后再进入太平洋,在太平洋中部偏南赤道附近结束。此次日全食在中国境内最长的全食观测时间只有2分钟。此次日全食北京正好位于日全食中心线附近,能在当天早上的八点半看到约1分20秒的日全食。 这两次日全食是2008年和2009年日全食的沙罗周期的重复,位置和时间都比较相似。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

过了2035年,要再等25年的2060年才能在中国再次观测到日全食了,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。
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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,

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本世纪最后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。
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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。 21世纪,在中国就只能看到这几次日全食了,并且时间跨度非常大,可观测地点非常少,机会非常难得,错过了2009年的日全食,以后的日全食可观测条件并不是像2009年的那么好的了 。
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