觀測日食,，看這一篇文章就夠了。這篇文章用簡單易懂的方式介紹了日食的知識,。 2019年12月26日,，天宇上演了壯觀的日環(huán)食天象，中國全境都可以觀測到日偏食,。先欣賞一組令人驚艷的照片,。照片拍攝于太平洋西部的關島——本次日食發(fā)生的最末端陸地區(qū)域，拍攝者微博號：checkmates,。
初虧
食既
食甚 
生光
復圓
下面這張照片是新加坡的朋友26日借助天文望遠鏡拍攝的日環(huán)食,，金光燦燦,，宛如一枚魔戒。 漂亮吧,？但如果你對日食的發(fā)生原理和過程都不清楚,，還怎么拍出專業(yè)的照片？當月球運動到地球和太陽之間，且三者處于一條直線上時,，月球會擋住部分太陽照射到地球上的光,，在月球背著太陽的方向出現(xiàn)陰影，稱作月影,。在地球上月影掃過的區(qū)域里的人,，由于月球遮擋，不能看到完整的太陽,，這種現(xiàn)象就稱為日食,。
日食、本影,、半影（圖片來源：timeanddate.com）
半影,、日偏食、偽本影,、日環(huán)食（圖片來源：timeanddate.com）
月影分為本影,、半影和偽本影。本影（umbra）指沒有受到太陽光直射的地方,，在空間上是個圓錐體,，故稱作本影錐。半影（penumbra）指只受到部分太陽光直射的區(qū)域,。偽本影（antumbra）指本影錐匯聚一點后繼續(xù)延伸形成的椎體,。由于月亮圍繞地球的軌道是橢圓形，因此地月距離不是固定不變的,，當?shù)卦戮嚯x遠于本影錐頂點時,，偽本影才能落到地球表面。 根據(jù)觀測者位于月影的具體位置,，觀測者看到的日食主要分為四類：日偏食（partial eclipse）,、日全食、日環(huán)食（annular eclipse）和全環(huán)食,。日偏食：地球上的觀測者處在月球的半影區(qū)中時，看到的是日偏食,，太陽一部分被月球遮擋,。此時，通常在地球上其它某些區(qū)域能看到其它食相，如日全食或日環(huán)食或全環(huán)食,。比如文章開頭說到的2019年最后一次日食,，中國多地能看到日偏食，而美國關島,、新加坡,、沙特阿拉伯的部分地區(qū)就能看到日環(huán)食。日全食：太陽直徑約是月球直徑的400倍,，日地平均距離也約是月地平均距離的400倍,，因此月球本影往往可以掃過地球表面，遮住整個太陽,。這種情況通常發(fā)生在月球處于近地點附近時,，處于本影范圍內(nèi)的人便能看到日全食，而處于半影范圍內(nèi)的人會看到日偏食,。日環(huán)食：當月球處于遠地點時,，月球看上去顯得比太陽小，月球的本影錐不能到達地球,，偽本影錐掃過地球的部分區(qū)域,。此時，從地球上偽本影覆蓋的區(qū)域看太陽,，看到的是一個中心被遮擋,、周圍發(fā)光的光環(huán)，這就是日環(huán)食,。全環(huán)食：除了日全食和日環(huán)食外,，還有一種非常巧合情況下發(fā)生的日食。當月地距離與日地距離的比剛好等于月亮直徑與太陽直徑的比時,，月球的本影錐頂點剛好能接觸地球,，而錐點兩側(cè)則屬于偽本影錐覆蓋區(qū)域。隨著地月的相對移動,，處于本影錐頂點附近的區(qū)域會先后看到日環(huán)食,、日全食和日環(huán)食，這種情況稱為全環(huán)食,。
二,、日食從開始到結(jié)束有哪些階段？ 日食過程分為初虧,、食既,、食甚、生光和復圓五個階段,。初虧：指月球東邊緣剛和太陽西邊緣相接觸（外切）時,，是日食的開始,。食既：只在日全食和日環(huán)食過程中發(fā)生，是日全食或日環(huán)食的開始,；對于日全食,，是指月球東邊緣剛和太陽東邊緣相內(nèi)切時；對于日環(huán)食,，是指月球西邊緣剛和太陽西邊緣相內(nèi)切時,。
生光：只在日全食和日環(huán)食過程中發(fā)生,，是日全食或日環(huán)食的結(jié)束,；對于日全食，指月球西邊緣與太陽西邊緣相內(nèi)切時,；對于日環(huán)食,，是指月球東邊緣剛和太陽東邊緣相內(nèi)切時。復圓：指月球西邊緣和太陽東邊緣相外切時,，是日食的結(jié)束,。
其實，“食既”和“生光”這兩個詞描述日環(huán)食并不貼切,，因為日食過程中太陽并沒有被全部遮蔽過,，但習慣上就這么沿用了下來。 日食過程中,，同一個地區(qū)看到從初虧到復圓的時長能持續(xù)幾個小時,，最精彩的部分是從食既到生光，持續(xù)時間從1秒鐘到十幾分鐘不等,。理論上說，可以推算上下數(shù)千年間任意一次日食的發(fā)生時間和持續(xù)時間,，但對于普通愛好者來說難度太大,。不過只要掌握了以下數(shù)據(jù)，以及日食發(fā)生時地面上月影位置和大小,，普通愛好者也能輕松估算日食各階段的持續(xù)時間：2. 太陽與地球之間的平均距離為1.5億公里，近日點與遠日點的日地距離相差很小（1月初近日點1.47億公里,，7月初遠日點1.52億公里）,；4. 月球近地點距離地球36.3萬公里,，遠地點為40.6萬公里,；5. 月球自西向東繞地球公轉(zhuǎn)一周需要27.32天；7. 地球自西向東自轉(zhuǎn)一周需要23時56分4秒,。
三、日食多長時間發(fā)生一次,？ 地球上每年至少出現(xiàn)2次日食，最多出現(xiàn)5次,。不過出現(xiàn)5次的年份很少,，在過去的5000年中，只有25個年份出現(xiàn)過,。為什么日食不常有,？因為日食的發(fā)生要求太陽、月球和地球三者處在同一條直線上,。天文學將以地球球心為中心,、半徑無限大的假想球稱作天球，所有的天體都位于天球面上,。月球在天球上移動的軌道面（白道）和太陽在天球上移動的軌道面（黃道）存在約5度的夾角,，導致發(fā)生日食的條件非常苛刻,，要求月球和太陽同時處在白道和黃道的交點附近,。加之即使發(fā)生日食，如果你處在地球上月影覆蓋區(qū)域以外的地方,，也將無緣觀看,。因此對于同一地點來說，出現(xiàn)日全食的幾率約為每300到400年一次,。雖然日食發(fā)生時,，太陽部分或全部被遮擋,，光的強度有所下降，但仍然刺眼,，直接觀察會對眼睛造成傷害,。對于非專業(yè)觀測者，可以采取以下方法：
發(fā)揮你的聰明才智,，還可以構(gòu)造各種美麗的圖案
望遠鏡投影觀測：太陽的影像經(jīng)過望遠鏡后,，會在紙面上投影,，因此可以通過觀測投影來觀看日食。注意：絕對不能通過望遠鏡直接觀看日食,，嚴重情況下會導致失明,。我小時候就吃過這樣的虧，還好眼沒瞎,。
蠟燭熏黑玻璃：這是比較早期的土辦法,，但仍然有問題,。由于熏黑程度不均勻，同樣不能保證觀測安全,，不推薦,。
對于大眾來說,，日食是值得觀賞的天象。但對于歷史學家和科學家來說,，日食還有很多妙用,。
最有名的是日食結(jié)束希臘的呂底亞和麥底亞兩國戰(zhàn)爭的故事,。當時兩國彼此征戰(zhàn)了五年沒有分出勝負,，在第六年某次戰(zhàn)斗中雙方士兵正激烈交戰(zhàn)時,，忽然黑暗籠罩大地。戰(zhàn)士們都被這個現(xiàn)象嚇到了,，認為這是上天的預警,，因此兩國放下舊仇修和言好。歷史學家根據(jù)天文學家的計算，確定這場戰(zhàn)斗發(fā)生在公元前585年5月28日的下午,。
日全食時,，由于月球的遮擋，使得原本難以觀察的太陽外層——日冕層得以露出真面目,，這對于太陽研究有著重要的意義,。日全食時，可以看到平時難得一見的水星,，這也是尋找水星軌道以內(nèi)的小行星的好機會,。也正是借助日全食，英國的愛丁頓爵士得以驗證廣義相對論關于“光線在巨大的引力場中彎曲”的論斷,。天文學家預測1919年5月29日在南半球中緯度地區(qū)將發(fā)生日全食，于是愛丁頓和他的助手趕赴西非的普林西比島,，拍攝了大量日全食期間太陽位置附近的恒星照片,，與其它時間拍攝的同一天區(qū)的恒星位置進行對比，從而測定出太陽引力造成的星光偏折角度與廣義相對論預言角度接近,，成為首個支持廣義相對論的觀測證據(jù),。
2019年最后一次日食于北京時間12月26日10時29分50秒開始,，至16時05分43秒結(jié)束,，歷經(jīng)5個多小時。環(huán)食帶從中東地區(qū)開始,，經(jīng)印度南端,、斯里蘭卡，進入東南亞的印度尼西亞,、新加坡,、馬來西亞等國，最后結(jié)束于西太平洋上,。這次的環(huán)食帶平均寬度在115千米左右,，見食地最長可以看到3分40秒左右的環(huán)食。
10時56分左右月亮半影進入我國西藏阿里地區(qū),，而后月亮半影向東北上掃過中國全境,，我國均可看到不同程度的日偏食，其中,，海南食分最大,，為0.499；漠河食分最小,，為0.021,。15時37分后月亮半影由海南省離開我國，對我國來說，可見日食時間歷時4個多小時,。（注：食分是指日面直徑被遮擋部分和太陽視直徑的比值）
2019年12月26日日食帶的分布（圖片來源：timeanddate.com）
|
