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日食月食的形成(日食和月食是如何形成的?)

来源:网络转载 浏览:71193次 时间:2023-11-28
恐惧往往来自未知。在科学繁荣之前的过去,一些奇怪的天文现象经常吓到许多人,如日食和月食。今天,我们知道这些都是正常的天文现象,但过去人们称之为天狗日食日和天狗日食月,甚至认为它们是不祥之兆。


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在古代,民间流传着这样一个故事:一个叫目连的佛教弟子,对母亲非常孝顺,但是目连的母亲却是一个暴力的人。有一次,为了捉弄寺里的和尚,她做了几百个狗肉包子,却谎称是送到寺里给和尚吃的素包子。结果玉帝知道了这件事,把他的母亲送进了地狱。慕莲去地狱救妈妈,修炼神通,放她出来。

这就是天狗吃日和天狗吃月的由来。人们遇到这些天象,往往会敲锣打鼓,挥鞭驱赶天狗。但是,我们现在知道了,传说终究是传说,所谓的狗其实并不存在,日月食只是不常见的天文现象。

那么日食和月食是怎么回事呢?我们继续往下看。

简单来说,日食的主角是月亮。当月亮在地球和太阳的中间,三者形成一条线,那么月亮就会挡住太阳发出的光,我们在地球上就会看到太阳逐渐被一个圆形的影子挡住;月食的原理也差不多,只不过如果地球在月球和太阳的中间,地球会挡住射到月球上的太阳光。

以上解释估计很多人都知道,但这个解释只能算是一个大概的理解。相信很多朋友都有过这样的疑惑:

月亮绕地球一周需要27天。在此期间,月球将从太阳和地球之间经过一次。为什么月食不是每次都发生?同样,月食也不是每个月都有?

这个问题很好。这里我们就详细通俗的回答一下,在这个过程中自然会分布到日食和月食的形成原理中。

人有悲欢离合

众所周知,月球绕地球运行,转一圈需要27天。在这段时间内,月亮会以不同的方式出现在人眼面前,大致有四种形状:满月、半月、月牙、虚无(晚上看不到月亮空)。

当然,刚才这四个造型的用词还是挺随意的(估计大家平时都这么叫)。根据术语,我们可以把月亮的“面”(相)分为八个阶段,分别是:新月(晚上看不到月亮空)、峨眉月、上弦月、渐增月、满月、渐减月。

说到这,可能有些朋友要质疑了。按照平时的观察,好像新月到满月再到新月的时间不是你说的27天吧?

是的,这些朋友很好,确实如此,但这和月球绕地球一周需要27天并不冲突。其实这27天叫做一个恒星月亮的时间(更准确的说应该是27.3天,更准确的说可以写在小数点后面,但不是必须的)。这是月球绕地球公转的真实时期。

你说的是一周的月相完全变化,周期约29.5天,称为“新月”。

我们称新月为新月,称满月为月亮,新月和星月相差两天以上。原因是月球绕地球转,地球也绕太阳转。所以,完成一个星月后,月球还需要再运行两天才能完成新月。

引入农历朔的好处是,日食和月食只会显示月亮处于两个阶段:农历朔和农历朔。

也就是上一篇文章说的月亮在太阳和地球之间,地球在太阳和月亮之间。但值得注意的是,三者的对齐只是一个定性的说法。日月食的发生并不需要三者的中心严格对齐在一条线上,只要在一个角度之内即可。为什么?

因为日食和月食是一个很大的概念,还包括日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食、半影月食(没有日环食,太阳、地球、月亮,三者的大小和距离决定了日环食是不存在的)。

由于月食出现的前提条件是:只要月亮在农历朔和农历朔,它们就大致对齐。另一方面,根据我们的实际观测,日食发生的频率很低,并不是每个月相都会发生,所以问题的关键在于三者的对齐。

食物季节

现在我们知道,日食月食的出现并不是每个月月都会发生,但也需要满足三者一致的要求。

满足月球和太阳同时相遇的要求很严格,主要是月球绕地球公转的公转面与黄道面不吻合(黄道面是地球绕太阳公转的公转面),但与黄道面有5度左右的夹角。

所以,要想满足日食的条件,重点是看月球轨道面与黄道的交点是否能大致重合日地连线,而这个大致重合的时期就叫食甚。可见日食真的不是你想拥有的东西。

在这种情况下,我们可以考虑这样一个场景,月球在与黄道成一个角度的轨道平面上围绕地球公转,同时地球围绕太阳公转。这样一圈下来,理论上应该有两次交线与日地连线重合的机会。所以在那两个时期,如果月亮恰好在新月和满月(新月和满月),就会出现月食。

可能有些朋友此时会产生一种错觉:就像一年四季一样,春分、夏至、秋分、冬至对应的月份永远是三月、六月、九月、十二月(不考虑地球岁差)。那么,美食季的出场也是固定在一年两次吗?

不是这样的,因为月球不仅受地球引力的影响,还受太阳引力的影响。虽然它不像地球引力那样具有控制性,但即使在这种微弱的影响下,月球的轨道方向也无时无刻不在变化。因此,月球轨道与黄道的交点,太阳与地球连线的重合,在某一段时间内不会有规律地出现。

两次巧合的时间间隔约为346.6天,称为一个食年,比一整年的365天少十天。因此,食物季节的出现时间总是在变化的。

而且值得注意的是,月食和月食的存在会导致月食的一个周期,这个周期的长度大约是19个月食年。每次这个时候,太阳、地球、月亮都会在同一个位置,日食和月食就这样循环。

各种类型的日食

到目前为止,我相信大家都已经了解了日食发生的大条件。但是,还有一个小问题。日全食、日偏食、日环食、月偏食、半影月食呢?

其实这个问题比前面的解释简单多了。我们先来看看月食的类型。

食指表示太阳把地球的影子照在月球表面。之后,月球表面的反射光进入人眼,出现面积短期变化的月相。月食有两种,一种叫月全食,一种叫月偏食。

所谓月全食,就是月亮整体进入了地球的阴影。很明显,月球自己的脸,因为太阳光的流失,自然不会被人类看到。但由于地球大气层的存在,部分太阳光会被折射到月球表面,光线穿过大气层时会发生瑞利散射(这就是日落日落的原因)。

波长较短的光波会改变传播方向,只留下长波光照射月球表面,而我们知道长波主要是红光,所以月全食时月球表面会被“染成”红色。

至于月球的日偏食,就比较好理解了,就是月球整体并没有完全进入地球的阴影,以至于月球表面只有部分区域被遮挡。这种情况也可以理解为月球与太阳、地球没有完全对齐,这也是为什么之前对齐是定性的说法,应该叫大致对齐。

半影月食是指月亮没有进入本影区,而是在半影区。此时仍能看到整个圆形表面,只是比平时暗一些。

和月食相比,月食稍微复杂一点。因为月食是月亮遮住太阳的光,而月亮的体积本来就比地球小,所以月食在地球表面的范围比较小(月食半个地球都能看到)。

考虑到月末的距离,太阳到地球的距离,月亮的大小,太阳的大小,这两者在我们的视野中占据的面积基本相同。因此,当三者在一条线上时,就会出现日全食现象,称为日全食。日全食现象最能反映日食的表现范围明显小于月食,如下图所示:

日全食发生在本影覆盖的地表区域,某一时刻地球表面可以看到日全食的区域直径不会超过270公里,而半影覆盖的其余区域将会看到日偏食。考虑到地球自转等因素,日全食的本影覆盖的区域会在几分钟后更新,所以你站在地表的某个地方观察日全食,最多持续六七分钟,然后就变成日偏食了。

另一种情况是,如果日食发生时月球离地球稍远一点,那么本影就不会遮住地球表面,所以只能看到日环食。

这样看来,所谓的吃狗日、吃狗月,不过是古代科学水平不足的产物。这些现象只是天体运行的必然结果,并不像太阳的升起和落下那样每天都会发生。它们是美丽的天文现象。

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