日食和月食是如何形成的? 日食月食的形成
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 。
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 。
【日食和月食是如何形成的? 日食月食的形成】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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