书城童书走进光学世界(物理知识知道点)
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第13章 月食

我们知道,月食是一种特殊的天文现象,是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蔽,就看到月球缺了一块。也就是说,此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线上(地球在太阳与月球之间),因此从太阳照射到月球的光线,会被地球所掩盖。以地球而言,当月食发生的时候,太阳和月球的方向会相差180°,所以月食必定发生在“望”(农历十五日前后)。要注意的是,月食只能发生在满月的时候,这时,太阳、地球和月球成一直线,整个月面被照亮,所以只要天清气朗,保证能看清楚看到这种壮观的场面。然而并不是每次满月都会发送月食,因为月球绕地球的轨道偏离了黄道约5°的交角,只有当满月时刻正好是在月球在其轨道上穿过黄道平面时,才会发生月全食。

月食示意图

古代月食记录有时可用来推定历史事件的年代。中国古代迷信的说法又叫做天狗吃月亮。

月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种(切记不会发生月环食。因为,月球的体积比地球小得多)。当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。至于半影月食,是指月球月食分类只是掠过地球的半影区,造成月面亮度极轻微的减弱,很难用肉眼看出差别,因此不为人们所注意。

地球的直径大约是月球的4倍,在月球轨道处,地球本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上,月亮就会完全进入地球的本影,而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时,即只有部分月亮进入地球的本影,就发生月偏食。因为,月球的体积比地球小得多。

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。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。由于在半影区阳光仍十分强烈,月面的光度只是极轻微减弱,多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下,由于较不易为人发现,故不称为月食,所以月食只有月全食和月偏食两种。

另外由于地球的本影比月球大得多,这也意味着在发生月全食时,月球会完全进入地球的本影区内,所以不会出现月环食这种现象。

月食的出现不很频繁,每年发生月食数一般为两次,最多发生三次,有时一次也不发生。因为在一般情况下,月亮不是从地球本影的上方通过,就是在下方离去,很少穿过或部分通过地球本影,所以一般情况下就不会发生月食。

月食过程示意图一般情况下,正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。

初亏:标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影,月球与地球本影第一次外切。

食既:月球的西边缘与地球本影的西边缘内切,月球刚好全部进入地球本影内。

食甚:月球的中心与地球本影的中心最近。

生光:月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。

复圆:月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。

月球被食的程度叫“食分”,它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。

半影食终:月球离开半影,整个月食过程正式完结。