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1 # 火星一號
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2 # 黑洞探秘者
用了很長時間才搞懂月相,弄懂了月有陰晴圓缺,又費力去搞懂日食、月食又是怎麼個規律,月球分明是每個月就能圍繞地球轉一圈,為什麼會出現百年一遇的日食、月食等特殊天象,題主這個問題我也曾困惑過。
總結回答,主要是因為:
黃道面與白道面有夾角:月球、地球、太陽三者,並不始終在同一條直線月球就那麼大,遮擋面積有限,日食也不是每次都是日全食地月、地日距離非恆定值,星球公轉的軌道不是幾何圓形日環食過程圖以上三點是深層根本原因,具體為何無法每個月都有日全食,我們需要先搞懂日食發生的原理
日食的形成光沿直線傳播,地球繞著太陽轉,月球繞著地球轉,三者在執行的時候,當月球運動到太陽和地球中間時,月球會遮擋住奔向地球的太Sunny線,當三者恰好在一條線上的時候,月球遮住的光投影到地球上,地表的人們就會看到日食。
月球繞著地球公轉的軌道面稱為白道面,地球繞著太陽轉的面叫做黃道面,我們可以暫定太陽為固定中心來考慮這個問題,月球和地球的運動軌跡受到其他星體的影響,不是嚴格在一個二維平面上的,同時,白道面和黃道面之間有5°左右的夾角。
由於這個夾角,即使月球每個月都會執行到地球和太陽的中間,但它遮擋住的光線不會投影到地球表面,或是不完全投影到地球表面,於是我們不能每個月都看到日食。
月球體積月球的直徑是地球的直徑的1/4左右,月球距離地球約為38萬千米,是地球直徑的30倍;
太陽直徑大約是地球直徑的109倍,地球距離太陽約為1.5億千米,地日距離是地月距離的395倍。
我們平常能看到的各天體模型圖都是經過“美化的”,已經失去它們原本的比例,如果按真實比例,一張圖上很難都畫出來,要不小的看不到,要麼大的畫不下。
當月球位於太陽和地球中的時候,只有當三者中心位置處於一條線的時候,月球投影在地球上的面積才是最大的,由於地球本身比月球要大不少,因為月球距離地球相對很近,所以我們看月球的時候會有它和太陽差不多的感覺,但實際當它們三點一線時,月球陰影是無法做到覆蓋半個球面,所以每次日食在地球上不同地點能觀測到的日食不相同的。
太Sunny經過月球,月球總是能遮擋掉一部分光線,當遮住的部分投影到地球上,就是月球在地球上有個影子,這個影子會分為:本影、半影、偽本影,位於不同影子區域,就會看到不同的日食現象了,而影響月球影子分佈的主要因素是月地距離,月球距離地球時遠時近,導致它位於日地中間時會有不同的影子。如下圖所示
日全食:月亮遮擋住太Sunny線,完全遮擋住的部分投影在地球上就是月球的本影區,位於本影區的人們可以看到的就是日全食,太陽被月球完全遮擋住
日偏食:部分光線可以照射到,但又有些部分被月球遮擋住,而形成的陰影是月球的半影區,
位於月球半本影區內看到的就是月偏食
日環食:當月球距離地球較遠的時候,太Sunny被月球完全遮擋部分沒有落在地球上,四周邊緣光線落在地球上,此範圍內形成的陰影稱為偽本影,位於偽本影區的人們,望向月球的時候,月球中間完全遮擋住太陽,但是四周仍然有光照射到地球,因此會形成日環食,日環食的觀賞性比日食還要高,且更少見。
日食只可能發生在朔日,農曆的1號,這時月球位於地球和太陽中間,只有當日地月三個能連出一條線,同時月球的本影能投在地球上,也就是,這條線儘可能是穿過三者中心,同時月球距離地球較近不會形成偽本影的時候,我們在地球上月球本影那個小區域能夠看到日全食。
所以不是每個月都能發生日全食,甚至不是每個月都能發生日食。
每年地球上最少能發生2次日食,最多可能有5次日食,而日全食和日偏食也只有地球上少部分地區的人可以看到,能看一次是一次。
最後,一個小提醒,日食雖好看,一定要帶好墨鏡保護眼睛!
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這是個好問題!
月球繞著地球轉動,每隔大約27.3天繞行一週,這意味著月球每個月都會執行到太陽和地球之間。既然如此,為什麼不是每個月都會發生日食呢?
白道地球繞著太陽轉動,這個執行軌跡被稱為黃道。不過,以太陽為靜止參照系,地球的執行軌道並非是真正意義上的二維平面,因其他天體的引力會對地球運動造成擾動。
另一方面,月球繞地球運動的軌道被稱為白道。倘若白道面和黃道面是共面的,那麼,每個月必然都會發生日食,因為太陽、月球和地球三者總會成一條直線。但在現實中,白道面與黃道面不在一個平面上,這是日食不是每個月都會發生的原因。
日食發生的條件如果要發生日食,月球需要位於日地之間,並且三者幾乎還要呈一條直線。只有這樣,月球的陰影才會投射到地球上,從而讓地球上的觀測者看到日食的現象。
然而,黃道面和白道面不共面,它們之間有一個夾角。另外,受到其他天體的引力攝動,黃白交角不是一個固定的數值,最小為4.95°,最大為5.32°,平均為5.15°。
由於黃白交角的存在,當月球執行到日地之間時,月球不是每次都能把陰影投射到地球上,有時陰影會在地球的“上方”,有時會在“下方”,所以日食不是每個月都會發生。只有當黃白交點出現在朔月之時,地球才會進入月球的陰影中,從而出現日食。同樣的道理,只有當黃白交點出現在滿月之時,才會出現月食。
日食的種類月球環繞地球的軌道是一個橢圓形,月球與地球的距離會不斷髮生變化,距離最近為36.3萬公里,最遠為40.5萬公里,平均為38.4萬公里。當月球離地球較遠時發生日食,月球看起來較小,它並不能完全遮住太陽。只有當月球足夠靠近近地點時,它才能完全遮擋太陽。日食可以分為以下四種:日全食、日環食、日偏食以及全環食。
日食發生的頻率為每年2至5次,日全食則為每1.5年一次。另外,由於月球投射到地球上的陰影很小,每次發生日食時,只有很少一部分地區才能看到。據估計,每隔大約370年,同一個地方才會再次出現日全食。
變化的日全食雖然月球本身比太陽小了很多,但目前月球與地球的距離能夠達到適中的地步,使得在地球上看到的月球和太陽差不多大,這樣才會發生日全食。而在遙遠的過去,日全食發生的頻率會比現在更高,這是因為過去的月球離地球更近,月球更容易完全擋住太陽。
在月球最初剛剛形成時,地月距離只有幾萬公里。隨著地月系統的潮汐作用,地球的角動量不斷向月球轉移,導致月球軌道半徑越來越大,月球在逐漸遠離地球,目前的遠離速率約為3.8釐米/年。再過大約6億年,月球將變得足夠遠離地球,它將無法完全遮擋太陽,日全食不再發生。