話說日食

徐成鵬

1日食的成因

日食又作日蝕，是由于日、地、月在運動過程中處于特殊的相對位置而導致的自然現(xiàn)象。月球本身也不發(fā)光，它不停地繞地球旋轉，并隨同地球繞日運轉，它的背后也拖著長長的圓錐形月影。當月球運轉到日、地之間，并且三者處在接近于同一直線上時。地球上被月影掃過的地區(qū)就會看到月球把太陽遮擋住一部分或全部，這就是日食現(xiàn)象的成因。

2日食的類型

日全食(total dclipse)太陽光球完全被月亮遮住，原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。日全食只在月球位于近地點時發(fā)生，此時月球的本影錐長度較月地之間距離長，本影錐才能掃到地球表面。由于太陽的實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)域見到，因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點(在全食區(qū)之外，所見的食相是偏食)。

日偏食(partial eclipse)造成日偏食的原因是因為觀測者落在月球的半影區(qū)中，觀測者會看見一部分的太陽被月球的陰影遮蓋，但另一部分仍繼續(xù)發(fā)光。太陽和月球只有部分重合，依據兩者中心的視距離遠近(太陽被月球遮蓋的最大直徑)來衡量食的大小。通常日偏食是伴隨著其他食相發(fā)生，如日全食。但某些日食只可能是日偏食(不伴隨其他食相)，因為月球與地球的距離太遠，只有半影碰到地球表面。

日環(huán)食(annular cclipse)當月球處于遠地點時，月球的本影錐不能到達地球；到達地球的是由本影錐延長出的偽本影錐。此時月球的視直徑略小于太陽。因此，這時太陽邊緣的光球仍可見，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，所見的食相是偏食)。

全環(huán)食(hybrid eclipse)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度很接近的情形下。由于地球為球體之關系，而本影影錐接觸地球時為日全食(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地球之下。所看到的是日環(huán)食。所以，當全環(huán)食發(fā)生時，隨著地月之間的相對運動，會先后出現(xiàn)環(huán)食—全食—環(huán)食，全環(huán)食發(fā)生機率甚少。

3日全食發(fā)生的過程

日全食和日環(huán)食在天文學中稱之為中心食，只要發(fā)生中心食，必然會發(fā)生日偏食。而當日出時，太陽已被食去(日食沒結束)時，當?shù)匕l(fā)生日出帶食或帶食日出，而日落時太陽還在被食去(日食沒結束)時則稱帶食日落或日落帶食。日全食過程有五個特征時刻：月面左邊緣與日面右邊緣外切之時稱為初虧或偏食始，偏食階段開始。日面被遮部分越來越大，當最后一絲光芒消失時，月面左邊緣與日面左邊緣內切，全食階段開始，這一刻稱為食既或全食始。月面中心和日面中心最接近之際稱為食甚，這時天空最暗。月面右邊緣與日面右邊緣內切時刻稱為生光或全食終，全食階段結束，再次出現(xiàn)偏食。隨著月球的運動。月面右邊緣最終與日面左邊緣外切，稱為復圓或偏食終，整個日食過程結束(如圖1)。