普通天文学/日食

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当一个天体对另一个天体投下阴影时，就会发生日食。月食发生在地球的阴影落到月球上时，因为地球处于一个阻挡太阳光的位置。同样地，当月球介于地球和太阳之间，月球的阴影落在地球上（太阳暂时被遮挡），就会发生日食。

日食发生在太阳、月球和地球对齐时。日食会阻挡指向月球或地球的阳光，具体取决于日食是日食还是月食。这种对齐只有在月球处于新月或满月时才会发生。如果月球是新月，那么就有可能发生日食。在满月期间，可能会发生月食。在日食期间，月球的阴影落在地球上，月球遮挡了地球对太阳的视线。在月食期间，地球的阴影落到月球上，从地球上看，月球似乎变暗了。

作为罕见且壮观的宇宙事件之一，日食非常值得一看，如果你有机会的话。然而，在观看日食时，一定要采取措施安全地观看日食，以避免对视力的损害。（观看月食没有任何危险，因为观察者永远不会直视太阳。）观看日食最简单的方法是通过一个小孔将阳光投射到卡片或纸上。纸上的阳光将形成太阳的图像。随着日食的进行，你会看到月球阴影从太阳上“咬掉”一个圆形的“缺口”。如果可能的话，你还可以找到一个特殊的滤光片，你可以直接透过它观看日食。太阳滤光片可以让你在不伤害视力的前提下直接观看太阳。一定要使用专门为观看太阳设计的滤光片——太阳镜、焊接镜和其他滤光片通常不够。除非滤光片专为望远镜或双筒望远镜设计，否则不要使用它们。即使在日全食期间，当太阳几乎完全被遮挡时，直视太阳也会造成眼睛损伤。然而，一旦日全食来临，就可以安全地直接观看。短暂地看一看未被遮挡的太阳也是安全的（虽然不建议这样做）。在观看日食时，不必担心意外地瞥到太阳表面一秒钟的危险。如果你的眼睛捕捉到太阳明亮的表面，只需转过头即可。

地球在月球上的阴影（或太阳投下的任何阴影）有两个部分。阴影的内部，称为本影，是最黑暗的部分。如果你站在月球上的本影下，你对太阳的视野将完全被遮挡。在外部，半影，太阳只被部分遮挡。这就是为什么月球在本影下的变暗程度比在半影下更大。虽然本影和半影边界的的位置在几何上是精确定义的，但从观看被食的月球时，两者的之间没有明显的阴影线。在半影的最内侧，只有很小一部分阳光到达月球，这一部分几乎与被完全遮挡的本影一样暗。在日食期间，当月球的阴影落在地球上时，我们站在阴影中，而不是看着它。站在本影下的观察者看到日全食，而站在半影下的观察者看到日偏食。

目前月球与地球的平均距离恰好使太阳和月球从地球上看时具有几乎相同的视大小。太阳比月球大 400 倍，但它距离地球也远 400 倍。因此，月球可以遮挡太阳明亮的表面，同时露出更暗的外部，称为日冕。结果是戏剧性的。在日全食期间，太阳的沸腾外层在月球周围可见。当月球处于其轨道最远点（称为远地点）附近时，就会发生日环食。在日环食中，月球直接经过太阳前方，但无法完全遮挡它，形成一个明亮的光环，或称环状。

由于日食有可能在一个月内发生两次，一次是日食，一次是月食，分别在新月和满月时发生，学生经常想知道为什么日食没有在一个月内发生两次，每次月球经过其新月和满月阶段时。有时经过几个月也不会发生日食或月食。这些月份不会发生日食，因为月球在满月期间经过地球阴影的北部或南部。同样地，月球的阴影在新月期间错过地球。这是因为月球的轨道与地球的轨道并不完全对齐。月球的轨道与黄道面倾斜 5°。它只有在轨道上的两个点穿过黄道面。这些点被称为交点。

每当月球不在交点上时，它要么位于地球-太阳线的北部，要么位于南部。日食只有在月球处于交点之一并且处于新月或满月时才会发生——当月球的轨道定位使得交点与地球-太阳线对齐时。这种情况大约每年发生两次，在称为日食季的间隔内。日食季的时间在多年内会发生变化，但连续的日食季大约相隔六个月。在任何一年中，至少发生两次日食，最多可能发生七次日食，所有这些都发生在日食季。一年中通常大约有四次日食。

日食只能发生在月球处于其轨道交点时——月球绕地球运行的轨道与地球绕太阳运行的轨道相交的点。如果月球在处于满月或新月位置时穿过这些交点之一，那么就会发生月食或日食（分别）。

在月食中，观察者观看地球的阴影落到月球上。观察者不需要在任何特定的地方观看日食，只要月球可见即可。因此，面向月球的地球一侧的观察者将能够看到日食。地球的一半将能够看到日食。在日食中，观察者站在月球的阴影中。这种阴影的本影很小，所以只有地球的一小部分能够看到日全食。更大的部分只能看到月球被部分遮挡，将发生日偏食。

月球在月食期间经常会变成红色或橙色。日食的颜色变化很大，有时月球会变成红色，有时只会变暗，颜色没有任何变化。月球在日食期间变红是因为阳光穿过地球大气层并被散射到地球的阴影中。阳光在被地球大气中的灰尘和烟雾散射时会变红；这就是日落是红色的原因。被散射的红光照亮被食的月球，使月球更亮、更红。日食的颜色和黑暗程度取决于日食的几何形状和日食期间地球的天气状况。

由日食引起的两种现象是钻石环和贝利珠。

纵观历史，天文学家一直依靠观测中的周期。例如，一年是地球绕太阳运行的周期，季节也随之而来，恒星的运动也是如此。自古以来，天文学家就了解一个日食周期，称为沙罗周期。它们可以用来提前预测日食何时发生以及日食将会是什么样子。

沙罗周期依赖于月球的其他三个周期：从一个满月到下一个满月的时间——朔望月；月球经过一个交点并绕一圈所需的时间——交点月；以及月球在轨道上靠近地球、远离地球并再次靠近地球所需的时间——近点月。在一个沙罗周期内，几乎正好有 242 个交点月，几乎正好有 223 个朔望月，几乎正好有 239 个近点月。沙罗周期是最短的能均匀包含所有这些周期的时间段。这就是为什么日食在沙罗周期内重复的原因。

巨石阵是英国一座古老的建筑。它由巨石圆圈中的 30 块巨石组成。巨石阵外部有 56 个奥伯里洞。据信巨石阵被用来预测日食。

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