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跟胖哥学物理日食月食到行星凌日

(2018-12-21 21:58:49)
标签:

杂谈

分类: 生活中的物理
跟胖哥学物理日食月食到行星凌日

        感谢信任,你说就是跟日食和月食一样的现象吧。其实都是光沿直线传播原理造成的。
       日食也好,还是月食也好,都是太阳、地球和月球在一条直线上。我们在光线学过,光在同一种均匀介质中沿直线传播,遇到不透明物体时就会留下阴影形成我们所说影子。
       日食、月食也是一种影子。当发生日食时,时由于太阳、月球和地球在一条直线上,因此从太阳发出光遇到不透明月球时,由于光沿直线传播被月球当做,因此在地球某些位置完全看不到太阳光形成日全食。但是在地球有些地方,太阳光只被月球挡住一半,因此形成日偏食。因为月球比太阳小,因此在地球某些区域,我们看见一个太阳光被月球挡住后形成的“金戒指”,这种情况我们叫日环食。
        2016年天宇发生了两次日食,两次日食的时间分别为3月9日的日全食和9月1日的日环食。北京时间2017年8月22日,日全食扫过美国全境。2018年8月11日傍晚,日偏食上演。
        月食也是一样的,不过顺序变了,它们排列顺序为太阳、地球和月亮。月食是一种特殊的天文现象,指当月球运行至地球的阴影部分时,在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭,就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食,这是因为地球比月球大,所以不可能出现那种月环食。月食只可能发生在农历十五前后。
         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。
        因为在太阳系只有八颗行星,包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。但是由于行星所处位置不同,因此能运行到太阳与地球中间行星只有水星和金星,因此站在地球上,太阳光只能被水星和金星挡住,从而在地球上看太阳出现黑点,这种现象在天文学中叫做水星凌日和金星凌。如果离开地球,任意两颗行星和太阳都可能形成一条直线现象,同样也会发现这种凌日现象。
       首先我们来看看水星凌日。水星凌日发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上,而是有一个7度的倾角。二者只有两个交点:升交点与降交点。因此,只有水星处于轨道上的这两个交点附近,而日水地三者又恰好排成一条直线时,在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动,这种现象称为水星凌日。小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的。
        水星凌日种天文现象,必须要水星运行至地球和太阳之间,如果三者能够连成直线,便会产生水星凌日现象。观测时会发现一黑色小圆点横向穿过太阳圆面,黑色小圆点就是水星的投影。水星凌日发生在五月初或十一月初,平均每百年出现十三次水星凌日的现象。已发生的水星凌日:2003年5月7日、2006年11月8日、2016年5月9日。
        通过天文学计算,水星凌日的沙罗周期为46年,即每46年发生6次。这6次水星凌日中有2次发生在5月,有4次发生在11月。两次水星凌日发生的时间间隔为:3.5年,13年,7年,9.5年,3.5年,9.5年。
        我们再来看看金星凌日现象。其实原来是类似的,金星和地球都围绕太阳转,金星的轨道在地球轨道的内侧,在某些特殊时刻,地球、金星和太阳会出在一条直线上。这时候从地球上观测,金星就像一个小黑点镶嵌在太阳上,并且在太阳表面缓慢移动。天文学家称这种现象为“金星凌日”。2012年6月6日“金星凌日”会出现,凌日时间长达6个小时,我国大部分地区都处于最佳观测区。这次“金星凌日”是2117年以前最后一次“金星凌日”。下面是全球观测这次“金星凌日”的情境和观测到的“金星凌日”的壮观景象。
         通常都是用小时来计算金星凌日的时间(2004年和2012年,持续大概6小时)。原理上类似于日食,虽然金星的直径差不多有月亮的4倍。我们从地球上看金星要小的多是因为它离地球更远一些。现代天文学之前,人们通过观察金星凌日,用视差来测量日地之间的距离。
        因此,在宇宙中,星球直接运运行到一条直线上,某些星球光线被挡住形成影子道理都是一样,光沿直线传播,不过要发现这些现象必须运行在一条直线上,这种“巧合”也是比较难遇到的,因此在遇到时候,我们要用天文望远镜观测,并用照相机拍摄下来,这种一种科学规律,千万别迷信!
2018年12月21日于宜昌夷陵吾同斋

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