日食月食形成示意图 简单(月食是怎么形成的图解)

日食月食形成示意图 简单(月食是怎么形成的图解)

恐惧往往来自未知。在科学不发达的过去,一些奇异的天文现象常常让很多人胆战心惊,比如日食、月食。今天我们知道这些是正常的天文现象,但过去的人把它们称为日食和月食,甚至认为是不祥之兆。

在古代,民间流传着这样一个故事:佛门弟子“目连”对母亲十分孝顺,但目连的母亲却是个暴虐之人。有一次,他为了戏弄寺里的和尚,做了几百个狗肉包子,却谎称是素包子,送到寺里让和尚们吃。结果被玉皇大帝知道了,把他的母亲打入了地狱。他救出母亲,修炼神通,下地狱救母。结果,他的母亲化作一条恶狗,冲进天庭找玉帝算账,没有成功,转而追逐天上的日月。

这就是天谷蚀日和天谷蚀月的由来。老百姓遇到这些天象,往往会击鼓挥鞭,驱赶天鼓。不过,现在我们知道,传说终归是传说,所谓的天狗其实并不存在,日食和月食也只是不常见的天文现象。

那么日食和月食到底是怎么回事呢?我们继续往下看

简单来说,日食的主角就是月亮。当月亮在地球和太阳之间,三者排成一条直线时,月亮会挡住太阳的光。你会看到太阳逐渐被一个圆形的影子挡住;而月食的原理与此类似,只是如果地球位于月球和太阳之间,地球会挡住射向月球的阳光。

上面的解释估计很多人都知道,但是这个解释只能算是一个大概的了解。相信很多朋友都有这样的疑惑:

月球绕地球一圈需要27天,而在这期间,月球会从太阳和地球之间经过一次。为什么日食不是每次都发生?同样的道理,月食不是每个月都会发生吗?

这个问题很好。下面我们将详细通俗地回答这个问题,并在这个过程中自然地分布日月食的形成原理。

月亮有阴有晴

我们都知道月亮绕着地球转一圈需要27天才能下来,而在这段时间里,月亮它将以不同的形式展现在人们的眼前。一般有四种形状:满月、半月、新月、空无(夜空中是看不到月亮的)

当然,刚才的四种形状这个词比较随意(我猜的大家平时都这么叫),但是用术语来说,我们可以把月亮的“面”(月相)分为八个阶段,即:新月(夜空中看不见)到月亮),峨嵋月亮、上弦月、上弦月、满月、下弦月、下弦月、下弦月,如下:

说到这里,可能有小伙伴要质疑了,根据来自正常观察,新月到满月再到新月的时间好像不是你说的27天吧?

没错,这些朋友说的非常非常的对,但这和月球绕地球一圈需要27天并不冲突。其实这27天叫做一个恒星月(准确一点,应该是27.3天,更准确的说,可以写在小数点后,但不是必须的),这才是真正的公转周期月球绕地球。

而你说的是一周的月相完全变化,周期约为29.5天,称为“朔望月”。

我们称新月为新月,满月为旺月,朔望月与恒星月相差两天多。月亮完成一个恒星月后,还需要再运行两天才能完成朔望月。

引入朔望月的好处是,日食和月食只说明月亮在月和月食。

也就是说,月球在太阳和地球之间,地球在太阳和月亮之间。日食的发生并不需要三个中心严格对齐,只要在一个角度范围内即可。为什么?

因为日食和月食是一个大概念,所以又包括日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食、半影月食(没有日环食,太阳,地球和月球的大小和距离决定了月食的不存在)。

由于日食和月食发生的前提是月球处于会合期时,三者的位置关系应该大致对齐。与我们的实际观测相比,日食和月食的发生频率很低,并不是每个会合期都会发生。由此可见,问题的关键在于三者的对齐。

食季

我们现在知道,日食和月食并不是每次月食和月食都会发生,需要满足三者在一条直线上的要求。

同时满足会合和三线的条件很严格,主要是月球绕地球公转不符合黄道面(黄道面是地球绕地球公转)太阳), 相反, 与黄道面有大约 5 度角。

所以要想满足日食的条件,关键是看月球轨道平面与黄道的交线能不能与太阳和黄道的连线大致重合。地球,而大致巧合的那段时间叫做月食季,由此可见,日食和月食真的不是你想要就能拥有的。

在这种情况下,我们可以考虑这样一个场景,月球在与黄道成夹角的轨道平面内绕地球公转,同时地球绕太阳公转。经过这么一圈,理论上应该有两条相交线的机会正好与太阳和地球的连线重合,所以在那两个时期,如果月亮恰好处于会合期(新月、满月期) ), 然后会有日食和月食。

这时候有些朋友可能会有一种错觉:就像一年中的四个季节一样,春分、夏至、秋分、冬至对应的月份总是三月、六月、九月, 和十二(不考虑地球的进步)运动),那么食季的出现是否也是每年两个固定的时间?

事实并非如此,因为月球除了受到地球引力的影响外,还受到太阳引力的影响。虽然不像地球引力那样具有控制力,但正是在这种微弱的影响下,月球的轨道方向也在时刻发生着变化,所以月球轨道与黄道的交点,与太阳连线的重合而且地球在一定时间内不会有规律地出现。

每两次重合的时间间隔约为346.6天,称为日食年,比全年365天少十天左右,故日食季发生时间为总是在变化。

另外值得注意的是,食年和朔望月的存在,会导致日食和月食有一个周期。这个周期的长度大约是 19 个食年。在这个时间点,太阳、地球、月亮将永远处于同一个位置,日食和月食的循环不断。

各种类型的日食和月食

到此为止,相信大家已经了解了日食和月食出现的主要条件,但是还有一个小问题,那就是分为日食和月食下的日全食、日偏食、日环食、月全食、月偏食和半影月食呢?

其实这道题比之前讲解的要简单很多。我们先来看看月食的类型

月食是指太阳光将地球的影子照射到月球表面后,由月球表面反射的光进入人眼,并出现短期面积变化的月相。月食有两种,一种叫做月全食,一种叫做月偏食。

所谓月全食,就是月球整体进入地球阴影内部。很明显,由于太阳光的损失,人类看不到月球自己的脸,但是由于地球大气层的存在,部分太阳光会折射到月球表面,光在大气中传播的过程中,会发生瑞利散射(这就是日出日落的原因)

波长较短的光波会改变传播方向,只留下长波光打到月球表面,而我们知道长波主要指的是红光,所以在月全食期间,月球表面会被“染”成红色。

至于月偏食,比较好理解,就是月球整体没有完全进入地球的阴影,所以只有月球表面的部分区域出现阴影. in a line,这就是为什么之前用in a line来定性的说法,应该叫粗略的in a line。

半影月食是指月亮没有进入本影区,而是在半影区。这个时候,整个圆形的表面依旧能看得见,只是比平时暗了一些。

与月食相比,日食要复杂一些。因为日食是月亮遮住了太阳的光,而月球本来就比地球小,所以地表日食的范围比较小(人绕地球半圈就可以看到月食)

考虑到月底的距离,太阳和地球的距离,月亮的大小和太阳的大小,这两者占据了我们视野的很大一部分区域是大小基本相同,所以当三者连成一条直线时,就会出现一种叫做日全食的日食现象。日全食现象可以反映日食的表现范围明显小于月食,如下图:

日全食出现在被本影覆盖的地表区域,而在某一时刻地球表面能看到日全食的区域直径不会超过270公里,而其余被半影覆盖的区域则会看到日偏食。考虑到地球自转等因素,日全食本影所覆盖的区域每隔几分钟就会更新一次。因此,如果站在地表某处观察日全食,顶多持续六七分钟,然后就变成了日偏食。

还有一种情况。如果日食发生时月球离地球较远,那么本影就不会覆盖地表,所以你看到的只能是日环食。

由此看来,所谓的天狗蚀日月不过是古代科学水平不足的产物。是的,这是一个美丽的天文现象。

月食形成示意图和原理图介绍到此结束(日月食是怎么形成的?))。

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