日环食(annular solar eclipse)是日食的一种。发生时太阳的中心部分黑暗,边缘仍然明亮,形成光环。这是因为月球在太阳和地球之间,但是距离地球较远,不能完全遮住太阳而形成的。发生日环食时,物体的投影有时会交错重叠。
2012年5月21日,日环食现象现身天际,本次日环食,在我国境内可以观察到的时间最长达4分33秒。另,2013年11月3日,全球多地出现日全环食,据称此次日全环食系本世纪第二次日全环食。
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日环食还与地球和月亮本身有关。因为地球和月亮都是不透光的球体,所以太阳照射到光,有时会被月球挡住。农历初一初二就有可能发生日环食。在以上日子中,如果地球、月球、太阳在同一条直线上时,日环食就发生了。
太阳射出的光线被月球挡住,而在月球的阴影区内,人就不能接受到阳光,所以就无法看到太阳。又因为月球到地球的距离与月球到太阳的距离不同,且月球离太阳比月球距离地球大很多所以月球就把太阳遮住,只露出周围的一部分,所以形成日环食。
所谓"食"就是指一个天体被另一个天体或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食主要有日全食、日偏食及日环食三种。日食发生的原理是地球上的局部地区被月影所遮盖而造成的。日食必发生在朔日,即农历的初一(朔)。这是因为只有在那一天,月亮才会出现在太阳与地球之间的连线上,这样才有可能使月球挡住太阳而形成日食。同样地,月食一定出现在望日,即农历十五。
大家可能会问,为什么不是每个月的初一都会有日食,还有,为什么不是每个月的十五都会有月食呢?这是因为除了上面的条件外,影响日食和月食出现的还有其他一些因素。我们把地球围绕太阳公转的轨道称为黄道,把月球围绕地球公转的轨道称为白道。黄道平面与白道平面不是相同的,它们之间平均有5°09′的夹角,并且随时发生变化。只有当月球运行到黄道和白道的升交点和降交点附近时,才会发生日食。
日食的种类
日食共有三种,即:日偏食、日环食和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分,在太阳周围还露出一圈日面,好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关,并且也决定于月球与地球之间的距离变化。
月球比太阳小得多,它的直径大约是太阳直径的四百分之一,而月球与地球间距离也差不多是太阳与地球间距离的四百分之一,所以从地球上看,月亮与太阳的圆面大小差不多相等,因而能把遮住而发生日食。
地球公转和月球公转轨道都是椭圆,不论是太阳与地球间距离,还是月球与地球间距离,并不是固定不变的,而有时比较远,有时又比较近,因此月球本影的长短也不一样,月球本影最长时有379660公里,最短时为367000
公里,而地球与月球之间的距离最近时为356700公里,最远时达406700公里。如果某个时刻月球本影比地球与月球之间的距离大,地球上被月球本影扫过的地带就可以看到日全食。如果月球本影比地球与月球之间的距离小,月球本影的尖端到不了地球的表面,那么在影尖延长出来的小影锥(叫伪本影)扫过的地带可以看到日环食。被月球半影扫过的地带均可以看到日偏食,在偏食区内离全食区越近,偏食的程度就越大。月球本影和半影没有扫过的地方,根本看不见日食。
日食的过程
日食的过程可分为五个阶段,而只有日全食才拥有全部过程,日偏食和日环食则没有食既和生光。初亏:太阳与月球第一次外切,太阳光球西面刚切入月球东面的时刻。食既:太阳与月球第一次内切,太阳光球刚完全被月球掩蔽的时刻。食甚:月球中心与太阳中心距离最小的时刻。生光:太阳与月球第二次内切,太阳光球刚从月球西面露出来的时刻。复圆:太阳与月球第二次外切,太阳光球刚完全离开月球背后的时刻。初亏、食既、生光和复圆又分别称为第一、第二、第三、第四接触。
想了解什么是日环食,得从日食的三个类别(全食、偏食、环食)出发,比较着去理解。
从形象上看,日环食时的太阳是一个环形的(只是太阳的中间部分被月亮挡住了),而日全食时的太阳是完全被挡住的,顶多可以看到外围散射出来的光线(不能当成是日环食的“环部”),日偏食就像是一个圆饼被吃了一大口的样子,缺了一个小半圆,留下一个月牙形(可能胖一点啦)的部分。
为什么会出现以上讲的现象呢?从实质上来谈一谈。(在这尽量讲得通俗一点)
地球和太阳之间有三个大一些的天体(水星、金星和月球),从地球角度来看,唯一可以大面积挡住太阳的天体是月球(不是因为它们的个头大小,而是因为月球距地球的距离足够近,就像你把大拇指放在眼前也可以挡住巨大的太阳一样,大拇指的大小可比不上星球啊!),如果月球挡住太阳的一边,就形成月偏食;如果月球挡住太阳的全部,就形成月全食;如果月球挡住太阳的中间部分并且周圈都没有给挡住,留下了一个环形的样子,就形成月环食了。为什么会挡住不同的地方呢?千万别忘了!地球围绕太阳运动的公转轨道是椭圆的,月球围绕地球运动的公转轨道也不是一个标准的正圆形,这样就形成了不同的挡住太阳的状态了。就算都是标准的圆形,也会出现不同的位置关系,从而形成不同的挡住方式。因为它们都运动着。
总结,万物都在不停的运动,日环食是月球在地球和太阳之间,从地球的角度看只挡住太阳的中间部分时,在地球上的人或像人一样可以看到太阳的其他生物、人造仪器等所看到的太阳和通常情况下不一样(原来是圆形,这时是环形的)时的一种天文现象。
日食共有三种,即:日偏食、日环食和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分,在太阳周围还露出一圈日面,好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关,并且也决定于月球与地球之间的距离变化。
日全食时看到的日冕
所谓“日冕”的光芒实际上来自于太阳的外部大气层,其亮度只有太阳本身的百万分之一,因此只能在发生日食时才能被看到。日冕产生的光辉只有整个月球反射太阳光的一半,在发生日食时,正是日冕发出的光芒才未使整个世界陷入一片黑暗。
日冕是太阳大气的最外层,厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015m-3。在高温下,氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快,以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚,射向太阳的外围。形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。日冕可人为地分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸到1.3倍太阳半径处;中冕从1.3倍太阳半径到2.3倍太阳半径,也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕。大于2.3倍太阳半径处称为外冕(以上距离均从日心算起)。广义的日冕可包括地球轨道以内的范围。
日食是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,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31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延长观测日全食的时间,他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子,使观测时间延长到了74分钟。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。
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