圖解日食與月食的形成原因
日食和月食是自然界的一種天文現(xiàn)象。在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生們對(duì)日食月食存在很多的疑惑,為什么會(huì)發(fā)生日食和月食?下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的日食和月食的形成，歡迎閱讀。
日食和月食的形成原因
發(fā)生日全食是因?yàn)樘?yáng)靠近月球軌道與地球軌道的的一個(gè)交點(diǎn)，而同時(shí)月球在距此點(diǎn)的最近的點(diǎn)上。發(fā)生日環(huán)食是因?yàn)樘?yáng)靠近月球軌道與地球軌道的的一個(gè)交點(diǎn)，而同時(shí)月球在距此點(diǎn)的最遠(yuǎn)的點(diǎn)上。食既從初虧開(kāi)始，就是偏食階段了。月亮繼續(xù)往東運(yùn)行，太陽(yáng)圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大，陽(yáng)光的強(qiáng)度與熱度顯著下降。當(dāng)月面的東邊緣與日面的東邊緣相內(nèi)切時(shí)，稱為食既。此時(shí)整個(gè)太陽(yáng)圓面被遮住，因此，食既也就是日全食開(kāi)始的時(shí)刻。
之所以會(huì)發(fā)生日全食，是因?yàn)榇嬖谝环N神奇的對(duì)稱性。太陽(yáng)的直徑是月亮的400倍，而它距地球的距離正好也是月亮的400倍。結(jié)果，當(dāng)月亮完全處于地球和太陽(yáng)之間時(shí)，對(duì)那些完全處于月亮陰影中的人來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)的表面便被完全遮擋了。太陽(yáng)變成了黑色，只留下一個(gè)金色的光環(huán)，天空變成了靛青色。
食是自然界的一種現(xiàn)象，當(dāng)太陽(yáng)、地球、月球三者恰好或幾乎運(yùn)行在同一條直線上時(shí)(地球在太陽(yáng)和月球之間)，太陽(yáng)到月球的光線便會(huì)部分或完全地被地球掩蓋，產(chǎn)生月食。
月食的時(shí)候，對(duì)地球來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)和月球的方向相差180°，所以月食必定發(fā)生在“望”(即農(nóng)歷十五前后)。要注意的是，由于太陽(yáng)和月球在天空的軌道(分別稱為黃道和白道)并不在同一個(gè)平面上，而是約有5°的交角，因此只有太陽(yáng)和月球分別位于黃道和白道的兩個(gè)交點(diǎn)附近，才有機(jī)會(huì)形成一條直線，產(chǎn)生月食。當(dāng)整個(gè)月球進(jìn)入地球的本影之時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)月全食。
日食與月食的形成原因圖解
日食
日食，又作日蝕，在月球運(yùn)行至太陽(yáng)與地球之間時(shí)發(fā)生。這時(shí)對(duì)地球上的部分地區(qū)來(lái)說(shuō)，月球位于太陽(yáng)前方，因此來(lái)自太陽(yáng)的部分或全部光線被擋住，因此看起來(lái)好像是太陽(yáng)的一部分或全部消失了。日食只在朔，即月球與太陽(yáng)呈現(xiàn)合的狀態(tài)時(shí)發(fā)生。日食分為日偏食、日全食、日環(huán)食。觀測(cè)日食時(shí)不能直視太陽(yáng)，否則會(huì)造成失明
日全食
太陽(yáng)比月球?qū)?00倍，但離地球也是400倍遠(yuǎn)。由于對(duì)稱的緣故，月球的暗影，也就是落在地球表面的陰影，寬度正好可以遮住整個(gè)太陽(yáng)。太陽(yáng)光球完全被月亮遮住，原本明亮的太陽(yáng)圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而，也只有在日全食發(fā)生時(shí)才可能用肉眼觀測(cè)到模糊的日冕。日全食只在月球位于近地點(diǎn)時(shí)發(fā)生，此時(shí)月球的本影錐長(zhǎng)度
較月地之間距離長(zhǎng)，本影錐才能掃到地球表面。由于太陽(yáng)的實(shí)際體積比月球大很多，所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區(qū)域見(jiàn)到，因?yàn)樵铝恋谋居皩?duì)太陽(yáng)來(lái)說(shuō)只是一個(gè)小點(diǎn)。(在全食區(qū)之外，所見(jiàn)的食相是偏食)。最近一次日全食2015年3月20日。
日偏食
中國(guó)史書上稱“日有食之，不盡如勾”，造成日偏食的原因是因?yàn)橛^測(cè)者落在月球的半影區(qū)中，觀測(cè)者會(huì)看見(jiàn)一部分的太陽(yáng)被月球的陰影遮蓋，但另一部分仍繼續(xù)發(fā)光。太陽(yáng)和月球只有部分重合，依據(jù)兩者中心的視距離遠(yuǎn)近(太陽(yáng)被月球遮蓋的最大直徑)來(lái)衡量食的大小。通常日偏食是伴隨著其他食相發(fā)生，如日全食或日環(huán)食或日全環(huán)食。但發(fā)生在極區(qū)的某些日食會(huì)是單純的日偏食(不伴隨其他食相)，這是因?yàn)樵虑蚺c黃道面的距離稍遠(yuǎn)，只有半影碰到地球表面，最近一次不伴隨其他食相的日偏食發(fā)生于2011年11月25日，下一次的不伴隨其他食相的日偏食將發(fā)生于2014年10月23日。
日環(huán)食
當(dāng)月球處于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，月球的本影錐不能到達(dá)地球;到達(dá)地球的是由本影錐延長(zhǎng)出的偽本影錐。此時(shí)月球的視直徑略小于太陽(yáng)。因此，這時(shí)太陽(yáng)邊緣的光球仍可見(jiàn)，形成一環(huán)繞在月球陰影周圍的亮環(huán)。(在環(huán)食區(qū)之外，所見(jiàn)的食相是偏食)。最近一次日環(huán)食發(fā)生于2013年5月10日。
全環(huán)食
全環(huán)食只發(fā)生在地球表面與月球本影尖端非常接近，或月球與地球表面的距離和月本影的長(zhǎng)度很接近的情形下。由于地球?yàn)榍蝮w之關(guān)系，而本影影錐接觸地球時(shí)為日全食(常為在食帶中間)，在食帶兩端由于影錐未能接觸地球，致只能有偽本影到達(dá)地球之下，所看到的是日環(huán)食。所以，當(dāng)全環(huán)食發(fā)生時(shí)，隨著地月之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)先后出現(xiàn)環(huán)食→全食→環(huán)食，當(dāng)然，對(duì)于某一個(gè)具體的地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在一次日食過(guò)程中是不會(huì)同時(shí)看到全食和環(huán)食的。全環(huán)食發(fā)生機(jī)率甚少，最近一次全環(huán)食發(fā)生于2013年11月3日。
科學(xué)解釋
日食、月食是光在天體中沿直線傳播的典型例證。月亮運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間并不是每次都發(fā)生日食，發(fā)生日食需要滿足兩個(gè)條件。其一，日食總是發(fā)生在朔日(農(nóng)歷初一)。也不是所有朔日必定發(fā)生日食，因?yàn)樵虑蜻\(yùn)行的軌道(白道)和太陽(yáng)運(yùn)行的軌道(黃道)并不在一個(gè)平面上。白道平面和黃道平面有5°9′的夾角。其二，太陽(yáng)和月球都移到白道和黃道的交點(diǎn)附近，太陽(yáng)離交點(diǎn)處有一定的角度(日食限)。
由于月球、地球運(yùn)行的軌道都不是正圓，日、月同地球之間的距離時(shí)近時(shí)遠(yuǎn)，所以太陽(yáng)光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、偽本影(月球距地球較遠(yuǎn)時(shí)形成的)和半影。觀測(cè)者處于本影范圍內(nèi)可看到日全食;在偽本影范圍內(nèi)可看到日環(huán)食;而在半影范圍內(nèi)只能看到日偏食。
月球表面有許多高山，月球邊緣是不整齊的。在食既或者生光到來(lái)的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽(yáng)時(shí)，未遮住部分形成一個(gè)發(fā)光區(qū)，像一顆晶瑩的“鉆石”;周圍淡紅色的光圈構(gòu)成鉆戒的“指環(huán)”，整體看來(lái)，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒，叫“鉆石環(huán)”。有時(shí)形成許多特別明亮的光線或光點(diǎn)，好像在太陽(yáng)周圍鑲嵌一串珍珠，稱作“貝利珠”(貝利是法國(guó)天文學(xué)家)。
無(wú)論是日偏食、日全食或日環(huán)食，時(shí)間都是很短的。在地球上能夠看到日食的地區(qū)也很有限，這是因?yàn)樵虑虮容^小，它的本影也比較小而短，因而本影在地球上掃過(guò)的范圍不廣，時(shí)間不長(zhǎng)，由于月球本影的平均長(zhǎng)度(373293公里)小于月球與地球之間的平均距離(384400公里)，就整個(gè)地球而言，日環(huán)食發(fā)生的次數(shù)多于日全食。
月食
月食是一種特殊的天文現(xiàn)象，指當(dāng)月球運(yùn)行至地球的陰影部分時(shí)，在月球和地球之間的地區(qū)會(huì)因?yàn)樘?yáng)光被地球所遮閉，就看到月球缺了一塊。此時(shí)的太陽(yáng)、地球、月球恰好 (或幾乎) 在同一條直線上。月食可以分為月偏食、月全食和半影月食三種。月食只可能發(fā)生在農(nóng)歷十五前后
月食原理
月食的原理。在十五、十六，月亮運(yùn)行到和太陽(yáng)相對(duì)的方向。道理。在一般情況下，月亮不是從地球本影的上方通過(guò)，就是在下方離去，很少穿過(guò)或部分通過(guò)地球本影，因此，一般情況下就不會(huì)發(fā)生月食。每年月食最多發(fā)生3次，有時(shí)一次也不發(fā)生。 地球在背著太陽(yáng)的方向會(huì)出現(xiàn)一條，稱為地影。地影分為本影和半影兩部分。本影是指沒(méi)有受到太陽(yáng)光直射的地方，而半影則只受到部分太陽(yáng)直射的光線。月球在環(huán)繞地球運(yùn)行過(guò)程中有時(shí)會(huì)進(jìn)入地影，這就生成月食現(xiàn)象。
當(dāng)月球整個(gè)都進(jìn)入本影時(shí)，就會(huì)發(fā)生月全食;但如果只是一部分進(jìn)入本影時(shí)，則只會(huì)發(fā)生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。在月全食時(shí)，月球并不是完全看不見(jiàn)的，這是由于太陽(yáng)光在通過(guò)地球的稀薄大氣層時(shí)受到折射進(jìn)入本影，投射到月面上，令到月面呈紅銅色。視乎月球經(jīng)過(guò)本影的路徑及當(dāng)時(shí)地球的大氣情況，亮度在不同的月全食會(huì)有所不同。有時(shí)月球并不會(huì)進(jìn)入本影而只進(jìn)入半影，這就稱為半影月食。在半影月食發(fā)生期間，月亮將略為轉(zhuǎn)暗，但它的并不會(huì)被地球的影子所阻擋。
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