月偏食形成原理(月偏食、月全食和半影月食的不同之处)
“小时不识月,呼作白玉盘。又疑瑶台镜,飞在青云端……”各位伙伴们小时候是否也对那轮明月有过深深的好奇与向往?月亮是距离地球最近的星球,它有很多秘密,等我们探索、发现;往复循环着每月盈亏圆缺,满月时,与太阳错开东升西落,新月时,与太阳同升同落。
在2023年10月29日这天凌晨,一场月偏食在夜空西边上演。这天正是农历十五,满月。食天象的基本原理是:月球本身不能发光,只能反射太阳光。每月农历十五左右,地球会出现于太阳与月球之间,若此时太阳地球和月球恰好位于同一平面、在宇宙空间的位置又呈一直线时,月球就会进入地球“身后”的影子中,月亮反射不了阳光,月食天象就产生了。
月食分为3种不同的情况,分别是月偏食、月全食和半影月食。首先说一下地球的影子,地球背对着太阳的区域,由于没有阳光照射会有阴影。这个阴影分为本影和半影,本影是阳光完全照射不到的区域,在宇宙空间中呈圆锥体。半影区域就是在本影外围有少量阳光可以触及的地方。除了地球,月球、金星等也有这样的阴影。不过,像水星、金星、火星等,在它们那里几乎见不到类似“日食”、“月食”等天象,只能见到行星凌日。
在火星上的夜空中,地球是不可能整夜都在夜空的,因为地球是火星轨道内侧的行星,地球与太阳不可能会出现于火星的两侧。所以在火星上,地球只有与太阳同升同落,而不会发生太阳西落时地球从东边升起的情况。当地球与太阳之间的距角达到最大时,就可以在地球东大距时,火星入夜时在夜空西边看到地球,或西大距时天亮之前在东边看到地球。这和在地球上看金星和水星的情况是一样的,原理是相同的。
再回过来继续说食,先说一下月偏食:月偏食发生时,月球只有一部分区域进入了地球的本影,或者说,地球的本影挡住了月球的一部分。从初亏到复圆,食分最大值小于1,若食分为0.5,月亮被遮挡住的面积就占整个月面的一半。食分值越大,月食时月亮被地球本影遮挡的面积越大。月全食就是,整个月亮都会进入地球本影,在这个时刻,我们可以看到圆月呈现暗红色。这是因为,部分太阳光经过地球大气层时发生了折射,到达月球表面,同时波长较短的蓝紫光被散射,只有波长最长的红光不会被散射,再从月球反射到地球时,我们看到的月亮就是暗红色的。
月全食的时刻和月偏食食分最大时刻,被称为食甚。月全食食甚之后,月球开始离开地球本影,平时的月光一点点又显露出来,这个过程是生光。月偏食与半影月食没有生光这个过程。复圆就是月亮全部离开了地球本影,然后再离开外围的半影区时,这次的食就结束了。半影月食指的是月亮只进入地球半影区域,不会进入地球本影区。半影食产生的现象不明显,只有食分大于0.7左右时,才能肉眼察觉出它比平时的月光略暗。月食就这3种情况。
日食有日环食,但月食没有月环食。因为即使月食时月亮在远地点,地球本影的横截面积仍然比月球大,所以不可能还会露出外面的一圈月光环。这次月偏食的食分只有0.188,这意味着月亮仅被遮挡住了一个小边角,被遮挡面积不到整个月面的八分之一。虽然不如全食那样壮观,但也值得观看。下次中国地区再见到月食就是2025年9月份了,23个月之后,说长不长,说短也不短。时间过得那么快,23个月很漫长吗?一点儿也不漫长。
再说一下日全食,当日全食现于天空的那一刻,此刻的观测者就身处在月球的本影中。日全食比月全食难以遇见多了。因为月全食是地球本身挡住了月亮,此时能见到月亮的地方就能见到月全食;而日全食,是月球挡住了射向地球的太阳光。月球在不断运动,所以只有月球运动时月亮的影子扫过的那一片狭长的小区域才能见到日全食。
不过我个人目前为止,观测到的日食次数比食次数多。不过都是日偏食,我还不知道我这一生能不能观测到日全食呢。我希望可以。