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大家都知道太阳光照射下的不透明物体,都会有各自的黑影子存在 。顺着这个思路走,较大的天体也是一样的会有影子存在,地球也不例外 。太阳光的照射下,地球也有影子存在,由于地球庞大且近乎圆形,所以我们的地球有个庞大无比的锥形影子(上面尖锐,下面圆粗的形体)!由于地球与太阳都是圆体(太阳非点光源),所以地球的影子有两种,一种为本影(主要的黑暗区域),另一种为半影(不是很明显) 。
月亮一直围绕地球做椭圆(近圆)运动,那么,难免有机会(一般时间在农历15满月左右)月亮会进入地球影子(本影加半影)中去 。但这个机会不是经常有的,因为太阳光线直射到地球延伸的影子这一平面(也可以说是地球绕太阳公转的平面)与月亮绕地球公转(地月连线)的平面不在同一平面内,它们不平行,两个面之间有夹角 。
这两个面在天文学中分别是黄道面(日地)和白道面(月地) 。地球阴影位于地球公转(围绕太阳)轨道面(黄道面)的延伸平面区域,此延伸平面区域与月球(围绕地球)轨道面(白道面)并不重合,黄白道面交角约5度左右;大多数满月时,月球不在黄道面内,而是或偏北或偏南,不在地球阴影内,因此并不是每个满月时,都发生月食 。每年全球至少发生两次月食而已 。
在生活中你可以形象的把地球比作一个篮球(或简单的拳头),月亮比作一个乒乓球(或大拇指),地球和月亮在太空中都是运动的 。将篮球放在太阳光(或人造灯)下,会出现篮球的影子,这个篮球的影子就可以粗略的比作为地球的本影区,慢慢转动乒乓球,模拟月亮运行的轨道,绕篮球(地球)运动 。
当乒乓球(月亮)进入篮球(地球)影子中时,这个时候就是我们所说的月全食了 。如果,乒乓球(月亮)表面只有部分篮球(地球)的影子(本影),那么,这个就是月偏食阶段 。那么,问题来了,为什么乒乓球模拟的月全食,乒乓球表面颜色和月全食时月亮颜色不同啦?
乒乓球之所以表面很黑,是因为篮球没有大气层 。地球具有大气层,太阳光经过折射后会照到月亮表面 。由于波长长的红光几乎会直接穿过地球大气层到达月亮表面,所以月全食发生时月亮表面看起来是暗红色的,这方面具体的成因,可以看后面我写的相关“月全食时月亮的颜色” 。
注意:上述比例是不按正确比例缩小的 。月亮比地球小,直径约为3476公里,大约等于地球直径的3/11 。月亮的表面面积大约是地球表面积的1/14,比亚洲的面积还稍小一些;它的体积是地球的1/49,换句话说,地球里面可装下49个月亮(按质量来算是81个) 。
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月全食的发生过程
每一个天象事件都有一个过程,月全食也不例外 。
半影食始>初亏>食既>食甚>生光>复圆>半影食终
1.半影食始(地球半影接触月亮瞬间):月全食最开始阶段,是月亮首先进入地球的半影区域内(半影月食开始阶段) 。地球半影内的月亮,在地球夜晚一面上的观测者看来月亮表面不是那么的明显,颜色由亮稍微变暗点(在月亮边缘) 。
所以,这需要的当地天气条件很苛刻,比如能见度很高的那种,当然无雾霾云这些 。不过,有望远镜条件的天文爱好者可以借助望远镜以及软件模拟(看看地球的半影照射在了月亮边缘表面的什么位置上)看看这个半影月食,看看月亮是否有颜色的变化 。可利用月亮滤镜去除部分月亮的强光观测最佳,比较容易区分颜色或暗亮变化 。
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