月全食形成示意动画图,图片来自网络
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 。
总之,半影月食有点难观测,主要靠眼力,有兴趣的朋友不防尝试观测 。想随意地吊儿郎当地就看见月亮颜色变化(月偏食,暗红色)的同好,就得耐心等到月偏食发生了,也就是月亮进入地球本影区域 。
2.初亏(地球本影初次接触月亮瞬间):随时间的推移,月亮慢慢运动,深入地球的半影区域,来到了地球半影与本影的交界处,月亮开始进入地球的本影,月偏食开始 。这里,就需要仔细观测月亮边缘了(本次事件根据软件模拟是月亮的左方开始进入地球本影),会看见月亮表面的颜色逐渐开始变暗,暗面积会随时间推移越来越广,这是月亮深入地球本影越来越深的缘故 。
3.食既(地球本影完全包含月亮瞬间):月亮继续运动,当月亮运行到完全被地球本影“照射”到时,月全食开始了,精彩部分上演,“血月”来临,此时会看见月亮呈现暗红色或古铜色等(根据大气等条件决定颜色,见后文详述) 。
4.食甚(月亮位于地球本影深处):当月亮运行到地球本影最深处时(月亮中心与本影最深中心最近时刻),整个月全食的精彩核心上演了 。受到地球本影最暗处的影响,此刻月亮表面也最为暗淡(深深的暗红色) 。
5.生光:和前面类同,只是事件相反 。月亮开始“走出”地球的本影,“重见光日” 。生光后,又是可以看见月偏食的时候,还有半影偏食 。标志着月全食最为精彩部分的结束 。
6.复圆:月亮完全“走出”地球的本影,进入半影区域,标志着月全食中偏食的结束,也可以说月全食结束,只是后续还有不易肉眼可见的半影食,进深夜,可观测,也可不观测了 。
7.半影食终:月亮完全离开地球的影子中,月全食全程结束 。半影食终前,可以挑战观测半影对月亮表面的颜色变化,与前面的食始类同,可作为对比照片拍摄 。
为什么月全食时月亮的颜色是红色的? 月全食发生时,月亮表面的颜色看起来是近乎暗红色的 。我们前面提到过,乒乓球比作月亮,模拟出其表面却是近乎纯黑色的 。那么,为什么啦?因为篮球没有大气层,在月全食发生时,地球有大气层 。太阳光传过大气层折射后到达了月亮表面,从而形成暗红色月面 。
在生活中,相信大家经常会发现,一根筷子插入水中,筷子在水中看起来(和空气中不一样)是偏折的 。这是因为,光线进入不同介质(水)造成的 。光线在同一介质中(如空气,太空)是直线传播的(这里不考虑引力影响),但是从一种介质到另一种介质时,就会发生折射现象 。
在月全食时,太阳光线首先会从太空中进入地球大气层中,发生一次向内折射,折射后的光线又从大气层中传播到太空中去,又会向内折射,有点像凸透镜那种原理 。两次折射的光线向内(向地球本影内)很多,所以基本上一些光线会照到月亮表面上,这和在地平线时看见的“假”太阳位置类似 。
因为太阳光中红色的光线波长比较长,“穿透力”强,基本不受大气层中(颗粒分子等)散射影响而直接穿过地球大气层照射到月面上,其它波长颜色基本散射了,无法到达月面 。我们熟知的蓝天就是容易受分子颗粒散射的短波长蓝色光线造成的 。因此,太阳的红色光线就照到了月面上,使得月面呈现暗红色 。
不过,有时候由于地球大气层影响的复杂条件而使得照射到月面上的颜色有所不同,如深红色、橙色等不同颜色 。这个复杂条件,有当时大气层的天气空气条件等,如阴天,雾霾等等,都会影响月全食时月亮表面的颜色 。
类似的模拟,动画图片来自网络
关于月食的神话 最早的月食记录是公元前2283年美索不达米亚的记录 。殷商的卜辞载“六日甲午夕,月有食”,“旬壬申系,月有食”,《诗经?小雅》载有:“彼月而食,则维其常”,《小雅·十月之交》篇“彼月而微,此日而微”,微系指月食 。《荀子?天论》:“夫日月之有食,风雨之不时 。
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