日全食形成原因与过程

日全食成因示意图

由于地球轨道和月球轨道的夹角为5度，月球将在特定的时间移动到一个特殊的位置，连接太阳、月亮和地球。此时，月球刚好覆盖了太阳的光球，因此形成了一次日食。日全食的过程可以包括以下五个阶段:最初的损失、食物短缺、食物短缺、原始光线和最后的接触。因为月亮从西向东绕地球运行，所以日食总是从太阳圆形表面的西端开始。当月亮的东部边缘与太阳的圆形表面接触时(也就是说，当月亮的东部边缘和月亮的西部边缘彼此相切时)，称为初始亏量。第一个损失是日食开始的时刻。食物从最初的损失开始，也就是偏食阶段。月亮继续向东移动，太阳圆形表面被月亮遮挡的部分逐渐增加，太阳的强度和热量显著降低。当月球表面的东缘与太阳表面的东缘刻在一起时，就叫做“世纪”。此时，整个太阳的圆形表面都被遮住了，所以日食也是日全食开始的时刻。当太阳即将被月亮完全遮挡时，一束钻石状的光会突然出现在太阳的东部边缘，就像钻石戒指上闪耀的光芒。这就是钻石戒指，同时它会在瞬间形成一串明亮的亮点，像一串灿烂的珍珠一样高高挂在黑暗的天空中。这种现象被称为珍珠食品。英国天文学家贝利首先描述了这一现象，所以它也被称为贝利珠。这是因为月球表面有许多崎岖不平的山峰。当太阳照在月亮的边缘时，贝利珠现象就形成了。贝利朱出现的时间很短，通常只有一两秒钟，然后阳光被完全遮住，发生了日全食。在日全食期间，地球变暗了，动物们回到了它们的巢穴。这时，天空中会出现一个奇妙的景象:明亮的星星出现了。在太阳的原始位置，只有黑暗的月亮在它周围显示出美丽的红色光芒。这是太阳的色球层。在色球之外，仍然有一种银白色或浅蓝色的光，这就是太阳的外层大气——日冕。在红色球体的某些区域，还可以看到一些向上喷发的火焰状云，这就是日珥。长廊是由色球上部剧烈的气体运动形成的气体“喷泉”。色球层、诱饵和日冕都是太阳外层大气的组成部分，在平时的某些条件下可以观察到，但是在日全食期间可以清楚地看到这些现象。日食之后，月亮继续向东移动，当月亮的中心离太阳的中心最近时，月亮就到达了日食。对于日偏食来说，日食是太阳被月亮遮住最多的时刻。发光的月亮继续向东移动。月球表面的西端和太阳表面的西端相遇的时刻被称为产光月亮。这是日全食结束的时刻。在光产生之前，钻石环和双珠子的现象会出现在太阳的西边缘，但它很快就会消失。然后在太阳的西边，有一束耀眼的光线。色球层、日珥、日冕和其他在日全食期间可以看到的现象立即消失在太阳中。星星消失了，太阳再次照耀着地球。在最后一次接触产生光之后，月球表面继续远离太阳表面，太阳逐渐变得模糊。当月球表面的西边缘与太阳表面的东边缘相切时，这被称为最后一次接触。在这一刻，太阳再次呈现圆盘状，日全食的整个过程结束了。日偏食的过程与日全食的过程大致相同。因为它只发生在日偏食，所以只有最初的损失，严重的日蚀和最后的接触，并且没有日蚀和光的两个阶段。另一方面，日环食也有最初损失、食物短缺、食物短缺、原始光和最后接触的阶段。当天文台预测日全食或日环食时，通常会报告这五个阶段的时间。根据这些报道，人们可以了解日食的整个过程并观察它。至于日偏食，天文台当然只会在预报中给出最初损失、严重日蚀和最后接触的三个时刻。在日食预报中，我们经常会看到“日食分数”这个词，用来表示日食的程度。对于日食，黄道部分并不表示太阳覆盖的圆形表面的面积，而是太阳表面直径的覆盖部分与太阳直径的比率。以太阳的直径为1，如果食物被分成0.5份，这意味着太阳的直径被一半覆盖；如果食物被分成1份，那么太阳的整个圆形表面都被覆盖，这就是日全食。显然，食物的分量越大，日本面条隐藏的程度就越大。日偏食的月食分数小于1.0，而日全食的月食分数为1.0。黄道带和月亮扫过的地方。日食的持续时间与月球阴影锥在地面上的移动速度和地球的旋转方向有关。对于日全食来说，月球的表观直径仅略大于太阳，月球的阴影在地面上快速移动，因此日全食非常短暂。在日全食带的某个地方看到的日全食时间通常只有2-3分钟，最长为7分钟。如果日全食带穿过赤道地区，日全食时间可以持续7分40秒，这是观察日全食的最佳时机。当日环食发生时，月亮总是位于远地点附近。这时，月亮以较慢的速度移动。因此，日环食需要更长的时间。如果日环食发生在赤道附近，观测日环食的时间可能长达12分42秒。在全球范围内，如果把月亮的半影开始覆盖太阳表面的时间考虑在内，从最初的日食到最后一次接触的整个过程可以持续长达三个半小时。在日偏食期间，由于月球阴影的范围大于其本影，月食阶段的持续时间取决于月食部分的大小，月食部分越大，持续时间越长。因为月球的阴影锥又细又长，当它落到地球表面时，它所占的面积很小，不超过地球总面积的1/10000，而且它的直径至多只有260多公里。当月球围绕地球旋转时，阴影锥从西向东扫过地面上相对较长的区域，在被月球扫过的区域可以看到月食。所以这条带被称为“日食带”。如果日全食发生在这个区域，它被称为日全食区。如果日环食发生在该带，它被称为日环食带。可以看出，日偏食的范围非常广，不再像一条带，而是一个很大的区域。日全食带是一条狭窄的路径，宽度不超过200-300公里，长度约为几千到10，000公里(有时日全食带的宽度甚至只有几公里)。日全食或日环食的发生只能在被日全食带扫过的区域看到。在日全食带的两侧是被半影扫过的广阔区域，在这些区域可以看到日偏食。离日全食区越近，看到的日偏食程度就越大；离带越远，日偏食的程度就越小。在半影之外看不到日食。因为月亮从西向东运行，它的影子也运行在同一个方向，所以看日食的时间因地而异。当地面上的西部地区已经处于阴影区，而这个地区的人们已经看到了日食，东部地区的人们不能同时看到日食，直到月亮向东移动，他们才能看到日食。因此，西部地区的人们总是在东部地区的人们之前看到日食。日食每年都会发生，但是由于日全食带是一个狭窄的阴影带，估计平均每200-300年只有一个特定的地区或城市有机会被日全食带扫过。因此，对于生活在城市里的人来说，他们的一生可能不会有一次日全食。