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天文知识

月全食为何总发生在满月之际?

作者: 来源:神秘的地球 日期 2014-06-18

    月食是自然界的一种现象,当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时(地球在太阳和月球之间),太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖,产生月食。

    月食的时候,对地球来说,太阳和月球的方向相差180°,所以月食必定发生在“望”(即农历十五前后)。要注意的是,由于太阳和月球在天空的轨道(分别称为黄道和白道)并不在同一个平面上,而是约有5°的交角,因此只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近,才有机会形成一条直线,产生月食。

    月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。至于半影月食,是指月球只是掠过地球的半影区,造成月面亮度极轻微的减弱,很难用肉眼看出差别,因此不为人们所注意。

    月全食为何总发生在满月之际?

    无论何时,月食总是发生在满月之时,这是什么原因呢?中科院紫金山天文台研究员王思潮介绍,发生月食的条件是,月球必须位于地球的背日方向(地影所在的方向),即位于日地连线的延长线上。在一个朔望月内,只有逢“望”的日期,月球才有可能位于地影所在的方向。因此,满月是发生月食的必要条件。

    王思潮说,当然,大多数望日都不发生月食。这是因为,“望”只表明日月的黄经相差180度;而要发生月食的天象,还须要它们的黄纬相等(或相近)。这就要求月球和太阳同时位于黄白交点或其附近。如果日月相冲时,二者却不在黄白交点附近,那么,逢“望”时的月球也只是从地影顶端的南北越过而不进入地球本影。

    王思潮介绍,人类对月食的观测历史已有4000多年,早在东汉时期,我国的大科学家张衡就已经能够解释月食发生的原理。每次月食的观测都是一次科普的好机会。作为今人,公众应该利用观测的机会,掌握更多的有关月食的知识。

    月全食时月亮缘何变身“红月亮”?

    月全食时,月亮为何会变身为“红月亮”呢?中科院紫金山天文台研究员王思潮解释,“红月亮”归功于暗红色的光,其实就是照射到月面上的太阳光。在地球周围有层像薄纱似的透明度较好的大气层,阳光从地球侧面的大气中穿行时,是先从空间进入大气层,然后,又由大气层进入空间,这样就产生了两次折射,结果和光线透过凸透镜相仿,有点向内弯,向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。

    王思潮进一步解释,太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光线混合成的。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候,它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短,在大气中受到的散射影响比较大,它们大部分都向四面八方散射掉了;红色的光线波长比较长,受到散射的影响不大,可以通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以,在月全食时,公众看到的月亮是暗红色的,即所谓的“红月亮”。

    王思潮表示,虽然不如日全食时天空一片漆黑那么壮观,但月全食时,“红月亮”也是非常美妙的场景,非常值得观测。


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