日食和月食形成过程是怎样的?

日食和月食形成过程是怎样的?

月食lunar eclips 月食是一种特殊的天文现像，指当月球运行至地球的阴影部份时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，现看到月球缺了一块。 也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直在线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。 以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差 180 度，所以月食必定发生在‘望’(即农历15日前后)。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道 (称为黄道和白道) 并不在同一个平面上，而是有约 5 度的交角，所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会连成一条直线，产生月食。 月食的分类 地球的直径大约是月球的4倍，在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时，即只有部分月亮进入地球的本影，就发生月偏食。 太阳的直径比地球的直径大得多，地球的影子可以分为本影和半影。如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下，由于较不易为人发现，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。 另外由于地球的本影比月球大得多，这也意味著在发生月全食时，月球会完全进入地球的本影区内，所以不会出现月环蚀这种现象。 每年发生月食数一般为2次，最多发生3次，有时一次也不发生。因为在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以一般情况下就不会发生月食。 据观测资料统计，每世纪中半影月食，月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60％，34.46％和28.94％。 月食的过程 月全蚀后半影食始：月球刚刚和半影区接触，这时肉眼觉察不到。 正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。 初亏：标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。 食既：月球的西边缘与地球本影的西边缘内切，月球刚好全部进入地球本影内。 食甚：月球的中心与地球本影的中心最近。 生光：月球东边缘与地球本影东边缘相内切，这时全食阶段结束。 复圆：月球的西边缘与地球本影东边缘相外切，这时月食全过程结束。 月球被食的程度叫“食分”，它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。 半影食终：月球离开半影，整个月食过程正式完结。 月食与科学研究 月食现象一直推动着人类认识的发展。 最早的月食记录是前2283年美索不达米亚的记录。中国在汉朝时，张衡就已经发现了月食的原理。前4世纪的亚里士多德根据月食看到地球影子的圆形而推断出地球是圆的。前3世纪古希腊的天文学家阿里斯塔克（Aristarchus）、前2世纪的喜帕恰斯（Hipparchus）都提出过通过月食来测定太阳、地球、月亮的大小。伊巴谷还提出在相距遥远的两个地方同时观测月食，来测量地理经度。2世纪，托勒密利用古代月食记录来研究月球运动，这种方法一直延用到今天。在火箭和人造地球卫星出现之前，科学家一直通过观测月食来探索地球的大气结构。 在农历十五、十六，月亮运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食。当月球进入地球的半影时，应该是半影食，但由于它的亮度减弱得很少，不易察觉，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。 月食都发生在望（满月），但不是每逢望都有月食，这和每逢朔不都出现日食是同样的道理。 月食 lunar eclips 月球被地影全部或部分遮掩的现象。月食一般都发生在望日，即夏历每月的十五或十六日，这时地球运动至太阳和月球之间，但并不是每个望日都可能发生月食，因为黄道和白道之间有交角存在，所以只有在望月夜，月球又走月食的连续照片，可见到地球影到黄道和白道交点附近时，地球上的观测者才能观看到月食。每年发生月食数一般为2次。太阳的直径比地球的直径大得多，地球的影子可以分为本影和半影。地球的直径大约是月球的4倍，在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。当月球始终只有部分为地球本影遮住时，就发生月偏食。而当月球全部进入地球本影时就可以看到月全食。如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食，但由于在半影区阳光仍十分强烈，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨，然而事实上半影月食是经常发生的，据观测资料统计，每世纪中半影月食，月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60％，34.46％和28.94％。 ■月食 月全蚀月蚀是一种特殊的天文现像，指当月球运行至地球的阴影部份时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，现看到月球缺了一块。 也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直在线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。 以地球而言，当月蚀发生的时候，太阳和月球的方向会相差 180 度，所以月食必定发生在‘望’(即农历15日前后)。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道 (称为黄道和白道) 并不在同一个平面上，而是有约 5 度的交角，所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会连成一条直线，产生月食。 ■有哪几种月蚀？ 月全蚀：当整个月球进入地球的本影内时 月偏蚀：当月球只有部份进入地球的本影时 半影月蚀：此时月球只是掠过地球的半影区，造成月面的光度极轻微减弱，所以较不易为人发现。 ■月全蚀七步曲 月全蚀后半影食始：月球刚刚和半影区接触，这时肉眼觉察不到。 初亏：月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。 食既：月球进入地球本影，并与本影第一次内切。 食甚：月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间。 生光：月球在地球本影内移动，并与地球本影第二次内切。 复圆：月球逐渐离开地球本影，与地球本影第二次外切。 半影食终：月球离开半影，整个月食过程正式完结。 月食的形成 月食是自然界的一种现象，当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时（地球在太阳和月球之间），太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖，产生月食。 对地球来说，太阳和月球的方向相差180°，所以月食必定发生在 “望”（即农历十五前后）。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道（分别称为黄道和白道）并不在同一个平面上，而是约有5°的交角，因此只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会形成一条直线，产生月食。 月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。至于半影月食，是指月球只是掠过地球的半影区，造成月面亮度极轻微的减弱，很难用肉眼看出差别，因此不为人们所注意。 观察月面的亮度与颜色 月食时月面的亮度和颜色可区分为以下5级：0级，非常暗淡，几乎看不见；1级，稍亮，呈黑黄色，细节难以区分；2级，微亮，呈黑红色或棕黄色，中心有些暗斑，外侧相当明亮；3级，呈砖红色，能看见月面细节，但很模糊；4级，呈铜红色，非常明亮，外侧很亮，略有蓝色，可看到大的细节。观察月全食时，要对月面的亮度和颜色的级别作出判断，并记录下来。同时也要记录当时的天气情况。 月球每30天环绕地球一周，当我们夜晚仰望星空的时候，我们不会发现那些星星的位置相对于月球会出现什么变化。这次不同，在月食整个过程中，如果你细心的话，你会发现月球和星星的相对位置发生了变化。机会难得，不要错过本世纪的第一次月食呦！ 日食 日食是月球绕地球转到太阳和地球中间，这时是农历初一。如果太阳、月球、地球三者正好排成或接近一条直线，月球挡住了射到地球上去的太阳光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。在地球上月影里的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始生光、复圆。由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分58秒。我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。 无论是日偏食、日全食或日环食，时间都是很短的，在同一个地方看到一次日全食的时间最长不超过七分四十五秒。在地球上能够看到日食的地区也很有限，这是因为月球比较小，它的本影也比较小而短，因而本影在地球上扫过的范围不广，时间不长，由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离 (384400公里)，就整个地球而方，日环食发生的次数多于日全食。

当月球正好转到太阳和地球中间，而三者又在一直线上时，太阳射向地球的光线被月球挡住，月球下面的黑影落在地球上，这样，地球上被黑影笼罩的地区，就看不到太阳了，或者只看到一部分，这就是日食。 当地球的位置在太阳和月球的中间，三者又在一直线上时，太阳射向月球的光线给地球遮住了，这就是月食。 早在古代，巴比伦人根据对日食和月食的长期统计，发现了日食和月食的发生有一个223个朔望月的周期。这个223个朔望月的周期便被称为“沙罗周期”，“沙罗”就是重复的意思。 223个朔望月等于6585.3天（223 ×29.530588），即18年零11.3天，如果在这段时间内有5个闰年，那就是18年零10.3天。在这段时间内，太阳、月亮和黄白交点的相对位置在经常改变着，而经过一个沙罗周期之后，太阳、月亮和黄白交点差不多又回到原来相对的位置，因此便会出现同上一次情况相类似的日、月食，但见食的地点会有所变化，这里就不再细述了。 在我国汉代也发现日、月食具有一个135个朔望月的周期。135个朔望月等于3986.6天，约等于11年少31天，也就是说日、月食每过11年少31天重复发生一次。这个循环周期记载在汉代的“三统历”中，因此也称为“三统历周期”。 此外，人们还发现日、月食还有其他的循环周期。比如以358个朔望月为周期的纽康周期（合29年少20日），以235个朔望月为周期的米顿周期（合19年）等等，但这些周期都是非常粗略的，只能粗略地推算出日、月食发生的日期，并不能确定日、月食发生的准确时刻，食分的大小和见食的地区。准确的日、月食发生的时间以及交食情况，需要经过专门的严格推算，这已经是属于相当专门的历书天文学中“食论”的研究范围了。我国紫金山天文台就担负着日、月食预报的工作。 一年中日、月食最少有两次，而且这两次都是日食； 一年中可能一次月食都不会发生（如1980年）； 一年中日、月食最多可以有七次：五次日食和两次月食（例如1935年），或者是四次日食和三次月食（例如1917年和1982年）。 一般说来，最常见的情况是一年中有四次日、月食：两次日食和两次月食。 上面这些情况只是对全地球来说的。至于对地球的某个地点而言，一年内能看到日、月食的机会就要少得多。 另外，从上面的数字来看，一年中日食发生的次数比月食发生的次数多，但实际上人们却往往看到月食的次数比看到日食的次数多。这是由于月食发生时，背着太阳的那半个地球上的人都可以看到；而在日食发生时，月亮的影锥只扫过地球上一个狭窄的地带，只有在这部分地区的人才能看到日食，尤其是日全食发生时，全食带的范围更小，宽度只不过二三百千米，因此只有很少的一部分人才能看到。平均起来，一个地方要二三百年才能看见一次日全食。因此有不少的人一生也没有看到日全食是不足为奇的。例如1961年3月2日夜里发生的月食，在我国、整个亚洲以及欧洲地区都可以看到。而1968年9月22日发生的日全食，在我国只有新疆的部分地区可以看到全食，在北京只能看到日偏食，而在上海，什么也看不到。

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