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日 食 我们知道，月球是围绕地球转动的，地球又带着月球一起绕着太阳公转，当月球运行到太阳和地球之间，三者差不多成一直线时，月影挡住了太阳，于是就发生了日食。月影有本影、伪本影（本影的延长部分）和半影之分。在月亮本影扫过的地方，那里太阳光全部被遮住，所看到的是日全食； 日食一定发生在朔日，即农历初一，但不是所有的朔日都会发生日食。这是因为月球绕地球运动的轨道平面（白道面）和地球绕太阳运转的轨道平面（黄道面）并不是重叠在一起的，而是有一个平均大约为5°09′的倾角。所以在大多数的朔日里，月球虽然运行到太阳和地球之间，但月影扫不到地面而不会发生日食。据统计，世界上每年至少要发生两次日食，最多时可达5次。月球的本影或伪本影在地面扫过的区域称为日食带。日食带的宽度一般为几十千米至二三百千米，因此，平均要二三百年才有机会在某一地区看到一次日全食。1997年3月9日，中国黑龙江北端看到了一次日全食，这是本世纪在中国能看到的最后一次日全食。1999年8月11的日全食，是本世纪陆地地区可见的最后一次日全食，全食带从大西洋西海岸，经大西洋、英国南端、法国、德国，到西亚、印度北部和孟加拉湾。其中罗马尼亚的布加勒斯特附近全食时间最长，是观看这次日食最好的地区。 现 代 日 食 观 测 在历史上，人们利用日全食时月影挡住日面的特殊条件，观测色球和日冕，取得了重要科学发现。现在，我们虽然已具备了平时观测太阳色球和日冕的若干手段，但还不能完全取代日全食的观测。最精细的日冕照片仍然是在日全食时拍下的；日全食时拍摄的闪光光谱，仍然是建立太阳光球、色球和日冕大气模型的重要观测资料。因此，在每次发生日全食时，天文学家总是千方百计地前去观测。 近50年来，对太阳的射电观测极大地推动了太阳物理学的进展，但是射电观测分辨率低，很难分辨日面上的细节。而在日食时，天文学家可以根据不同时刻月面掩日面的程度，及射电望远镜记录的变化，来判断射电源的准确位置，获取高分辨率的太阳射电观测资料。另外，与光学观测相比，射电望远镜还占有两大优势：首先人们感兴趣的是日食时月球掩食日面的过程，而不是日面被全掩的瞬间，所以偏食、环食同样具有观测价值；其次，光学观测日食的成功率不大，天气不佳或者日食过程中掠过日面的一片浮云都会使观测前功尽弃。射电观测则受天气影响很小。20世纪70年代中期以前，有关太阳射电的知识大部分是通过日食观测得到的。 日 全 食 与 相 对 论 爱因斯坦(Albert Einstein)是20世纪最伟大的科学家。提起爱因斯坦人们就会联想到相对论。相对论中有一个重要的推论就是：物质都有质量，质量产生引力。光线在经过物体近旁时会因引力作用而发生偏转。通常光线经过的物体质量很小，所以偏转极微，近乎是条直线。当光线 通过质量足够大的物体时，偏转效应便会显示出来。太阳是个质量很大的物体，若有天体的光线从太阳近旁经过，应该发生可以检测出来的位置偏移。1916年爱因斯坦计算出恒星光在太阳近旁通过时偏转角度是1.75角秒。验证的方法就是利用日全食时拍摄太阳近旁恒星的照片，再用它与半年前或半年后太阳不在这个天区时的照片作非常精密的恒星位置测量比较，看看这些星的位置是否发生了微小的变化。 正好1919年5月29日将在南美洲和非洲发生一次日全食。为了验证相对论，英国格林尼治天文台和剑桥大学天文台分别派出了日食远征队到巴西和西非观测。两地的观测都非常成功。得到太阳近旁恒星位置移动的数量分别是1.98角秒和1.61角秒。考虑到观测过程中可能发生的各种误差，这样的数值已经非常接近理论值。这是日食观测史上最值得纪念的一次天文事件。 接着1922年9月21日东非和澳洲发生日全食，又有几支日食远征队观测成功。拍摄到的星像经过精密测定得出恒星位置偏移量为1.72角秒，与爱因斯坦所计算的理论值只差0.03角秒。以后，每逢日全食天文学家还在不断观测，结果都与理论值非常接近。日全食观测结果证明爱因斯坦的相对论是经得起考验的科学理论。 |
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网页制作 李丹 E-mail 1644@sohu.com 版权所有 北京天文台怀柔太阳观测基地 2000年9月1日 |
在半影扫过的地方，月球仅遮住日面的一部分，这时看到的是日偏食。有时，月球本影达不到地面，它延伸出的伪本影扫到地面，此时太阳中央的绝大部分被遮住，在周围留有一圈明亮的光环，这就是日环食。天文学家称环食和全食为中心食。中心食的过程中必然会发生日偏食。