日食是怎么形成的
你看過日食嗎?日食比月食更震撼!它到底是怎樣形成的呢？下面由學習啦小編為你詳細介紹日食形成的原因吧。
日食形成的原因
日食，又作日蝕，是月球運動到太陽和地球中間，如果三者正好處在一條直線時，月球就會擋住太陽射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，這時發生日食現象。在民間傳說中，稱此現象為天狗食日。日食只在朔，即月球與太陽呈現合的狀態時發生。日食分為日偏食、日全食、日環食、全環食。觀測日食時不能直視太陽，否則會造成短暫性失明，嚴重時甚至會造成永久性失明。
日食是相當罕見的現象，在四種日食中較罕見的是日全食，因為唯有在月球的本影投影在地球表面時，在該區域的人才能夠觀測到日食。日全食是一種相當壯麗的自然景象，所以時常吸引許多游客特地到海外去觀賞日全食的景象。例如，在1999年發生在歐洲的日全食，吸引了非常多觀光客特地前去觀賞，也有旅行社推出專門為這些游客設計的行程。
日全食形成：月亮擋住了太陽造成的視覺效果
發生日全食是因為太陽靠近月球軌道與地球軌道的一個交點，而同時月球在距此點的最遠的點上。因為存在一種神奇的對稱性。太陽的直徑是月亮的400倍，而它距地球的距離正好也是月亮的400倍。結果，當月亮完全處于地球和太陽之間時，對那些完全處于月亮陰影中的人來說，太陽的表面便被完全遮擋了。太陽變成了黑色，只留下一個金色的光環，天空變成了靛青色。這時候奇妙的現象發生了，鳥兒此時會失去方向，或者會飛回巢中，蝙蝠和其它夜行動物則可能睡眼惺忪地出來活動。
區域不同會有日全食和日偏食之分
月球阻擋了太陽光，在地球上造成陰影，使某些地區不能接受到部分或全部陽光。至于觀測者看到太陽給遮蓋了多少，則要視乎他們身處的地方相對月球陰影的位置。如觀測者在半影區內(見示意圖)，他們會看到日偏食，而身處本影區的人則會看到日全食。
日食的種類
日全食
太陽比月球寬400倍，但離地球也是400倍遠。由于對稱的緣故，月球的暗影，也就是落在地球表面的陰影，寬度正好可以遮住整個太陽。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。然而，也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕(日冕層)。日全食只在月球位于近地點時發生，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。(在全食區之外，所見的食相是偏食)。上一次日全食發生于2015年3月20日。
在陽光照射下，月亮和地球在背向太陽的方向拖著一條影子。月亮掃過地面，產生了日食。日食必發生在朔日，即農歷的初一。月亮鉆進地影，造成了月食。
日偏食
中國史書上稱“日有食之，不盡如勾”，造成日偏食的原因是因為觀測者落在月球的半影區中，觀測者會看見一部分的太陽被月球的陰影遮蓋，但另一部分仍繼續發光。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生，如日全食或日環食或日全環食。但發生在極區的某些日食會是單純的日偏食(不伴隨其他食相)，這是因為月球與黃道面的距離稍遠，只有半影碰到地球表面，上一次不伴隨其他食相的日偏食發生于2014年10月23日。
日環食
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，形成一環繞在月球陰影周圍的亮環。(在環食區之外，所見的食相是偏食)。上一次日環食發生于2013年5月10日。
全環食
全環食只發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，所看到的是日環食。所以，當全環食發生時，隨著地月之間的相對運動，會先后出現環食→全食→環食，當然，對于某一個具體的地點來說，在一次日食過程中是不會同時看到全食和環食的。全環食發生機率甚少，上一次全環食發生于2013年11月3日。
日食的科學解釋
日食、月食是光在同種均勻介質中沿直線傳播的典型例證。月亮運行到太陽和地球中間并不是每次都發生日食，發生日食需要滿足兩個條件。其一，日食總是發生在朔日(農歷初一)。也不是所有朔日必定發生日食，因為月球運行的軌道(白道)和地球運行的軌道(黃道)并不在一個平面上。白道平面和黃道平面有5°9′的夾角。其二，太陽和月球都移到白道和黃道的交點附近，太陽離交點處有一定的角度(日食限)。
由于月球、地球運行的軌道都不是正圓，日、月同地球之間的距離時近時遠，所以太陽光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、偽本影(月球距地球較遠時形成的)和半影。觀測者處于本影范圍內可看到日全食;在偽本影范圍內可看到日環食;而在半影范圍內只能看到日偏食。
月球表面有許多高山，月球邊緣是不整齊的。在食既或者生光到來的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽時，未遮住部分形成一個發光區，像一顆晶瑩的“鉆石”;周圍淡紅色的光圈構成鉆戒的“指環”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒，叫“鉆石環”。有時形成許多特別明亮的光線或光點，好像在太陽周圍鑲嵌一串珍珠，稱作“貝利珠”(貝利是法國天文學家)。
無論是日偏食、日全食或日環食，時間都是很短的。在地球上能夠看到日食的地區也很有限，這是因為月球比較小，它的本影也比較小而短，因而本影在地球上掃過的范圍不廣，時間不長，由于月球本影的平均長度(373293公里)小于月球與地球之間的平均距離(384400公里)，就整個地球而言，日環食發生的次數多于日全食。
日食的價值意義
日全食之所以受重視，更主要的原因是它的天文觀測價值巨大，因為月球會讓原本刺眼的太陽暗下來，讓原本不易觀察的日冕層顯露出來。科學史上有許多重大的天文學和物理學發現是利用日全食的機會做出的，而且只有通過這種機會才行。最著名的例子是1919年的一次日全食，證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性。
愛因斯坦1915年發表了在當時看來是極其難懂、也極其難以置信的廣義相對論，這種理論預言光線在巨大的引力場中會拐彎。人類能接觸到的最強的引力場就是太陽，可是太陽本身發出很強的光，遠處的微弱星光在經過太陽附近時是不是拐彎了，根本看不出來。但如果發生日全食，擋住太陽光，就可以測量出來光線拐沒拐彎、拐了多大的彎。機會在1919年出現了，但日全食帶在南大西洋上，很遙遠，也很艱苦。英國天文學家愛丁頓帶著一支熱情和好奇心極強的觀測隊出發了。觀測結果與愛因斯坦事先計算的結果十分吻合，從此相對論得到世人的承認。
在中國，前兩次日全食都只能在邊遠地區看到。一次是在1980年，只有中緬邊境云南瑞麗地區可見。另一次是在1997年春節之后，在中俄邊境、中國的最北端漠河可見。那次的觀測規模之大，出乎想象，世界各國的天文學家和天文愛好者，把個平時人跡罕至的北疆小鎮擠得比過年還熱鬧，由于人數大大超出小鎮的接待能力，人們只能宿營在火車和汽車上。當時那里還是冬天，白天氣溫零下25℃左右，夜里能到零下40℃，滴水成冰，人們連洗臉漱口的水都找不到。盡管如此，觀測者們沒有一個后悔的，沒有一個不興奮異常的，都把親眼看到日全食，當成人生中不可多得的珍貴記憶。日全食之類的天文現象，要說與人們的日常生活、吃喝拉撒，確實是沒有什么直接關系。但是，它代表了一種終極的人文關懷，代表了一種對大自然的極度熱愛，代表了對支配萬事萬物的自然鐵律的一種永恒的好奇和敬畏，一個國家、一個民族，不能缺少這些關懷、這些熱愛、這些好奇和這些敬畏。
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