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天文的科普知识:日食的发生规律及原理
在年少学习的日子里,是不是经常追着老师要知识点?知识点有时候特指教科书上或考试的知识。还在苦恼没有知识点总结吗?以下是小编整理的天文的科普知识:日食的发生规律及原理,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
日食的“季节”
日食的发生必须是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”。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。
黄道、白道的交点有两个,这两个交点相距180度,故一年之中有两段时间可能发生日食,这两段时间都称为“食季”,它们相距半年。
太阳在黄道上每天向东移动约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。
一年之中有几次
日食的一个食季是36天,比一个朔望月的平均长度29.53天要长。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)。
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,每年移动约20度,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:
1)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(不会六次,因为第三个食季不完整);
2)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。
所以,一年中,发生日食最多的次数是五次。
[注]
1)黄道:太阳在天空移动的轨迹,并不是我们平常认为的一天移动一周,我们平时看到的太阳移动是由于地球的自转引起的,黄道是由于地球的公转引起的,一年移动360度。
2)白道:月亮在天空移动的轨迹。
食相
日全食发生时,根据月球圆面同太阳圆面的位置关系,可分成五种食象:
1.初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏,是第一次“外切”,是日食的开始。
2.食既。初亏后大约一小时,月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既,是日全食(或日环食)的开始,对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了,对日环食来说这时太阳开始形成一个环;日食过程中,月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。
食既发生在初亏之后。从初亏开始,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。天空方向与地图东西方向相反。
3.食甚。是太阳被食最深的时刻,月球中心移到同太阳中心距离最近;日偏食过程中,太阳被月亮遮盖最多时,两者之间的位置关系;日全食与日环食过程中,太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时,两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。
4.生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光,是日全食的结束;从食既到生光一般只有二三分钟,最长不超过七分半钟。
对于日食,食甚后,月亮相对日面继续往东移动。
5.复圆。生光后大约一小时,月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆,从这时起月球完全“脱离”太阳,日食结束。
日全食与日环食都有上述5个过程,而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程,没有食既、生光。
辞海另解:日食的过程中,月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系,也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。
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