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CRS科普 | 当夏至与日环食相遇

2020-06-22

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今天我们迎来了“二十四节气”中的第十个节气——夏至,古时又称“夏节”、“夏至节”。

夏至的时间点在每一年的公历6月21日-22日之间,这一天太阳直射北回归线(23°26'N),北半球迎来全年中白昼最长的一天;同时,北回归线以北地区的太阳高度角达到最大值,简单来说,只要你的城市位于广西南宁以北(北回归线穿过该市),那么今天正午,你的影子将会是一年中最短的。

与夏至一起相伴而来的,就是十年一遇的天文奇观“金边日食”。


什么是日食


日食,又叫做日蚀,是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。

科学来讲,日食是光在同种均匀介质中沿直线传播的典型例证。在古代,由于科学技术的局限性,人们无法解释这一天文现象的成因,于是有了天狗食日的神话故事。


图:2019年7月2日的日食(来源:NASA)


什么是日环食


地球上观测到月球和太阳的角距离极小,此时月球如果恰好在月球交点附近,穿过太阳和地球之间,与地球、太阳接近一直线,则会出现日食。

月球穿过太阳和地球之间,但距地球较远,本影未能接触地表,而使伪本影覆盖的区域内看到月球的角直径小于太阳,就形成日环食,同时在伪本影两侧数千公里的半影范围内形成日偏食。


图:A为日全食,B为日环食,C为日偏食


同一次日食,有的地方看到的是日环食、有的地方是日偏食,这与地理位置有关,只有月球的本影(伪本影)投影在地球表面的区域,才能看到日全食或日环食,半影区域里的地面就只能看到日偏食。

此次的“金边日蚀”也就是日环食,届时将经过刚果共和国、刚果民主共和国、中非、南苏丹、苏丹、埃塞俄比亚、厄立特里亚、也门、沙特阿拉伯、阿曼、巴基斯坦、印度、中国大陆、台湾,日偏蚀则将覆盖非洲大部分、亚洲大部分及周边部分地区。


图:本次日环食观测区和不同程度日偏食观测区
(来源:timeandtime.com)


中国大陆的观测范围是:自西向东贯穿西藏自治区和四川省,其中覆盖了贡嘎山顶峰,擦过重庆市江津区极东南端和綦江区极南端,自西北向东南斜贯贵州省北部、湖南省中部偏南、江西省南部、福建省南部(环食带横穿漳州市区和厦门思明区、湖里区、海沧区全境、除北部外的集美区核心地带、翔安区南部部分地区,而同安区大部分处于环食带以外)。


观测方法


过滤法
在观测日食时,切忌用肉眼直接观测,否则会导致严重的视力损伤。正规的太阳观测过滤膜或观测镜能够过滤掉超过99.999%的可见光和紫外线,以及超过99.99%的红外线,也就是透射率不到万分之一或者十万分之一,可以有效的保护眼睛。




成像法
如果没有过滤膜,可以在纸盒上方钻一小孔(约铅笔直径大小),并在纸盒底部铺上白纸。此时将小孔对准太阳,使太阳影像经由“针孔成像”原理投影在纸盒底端来观察。这种观测方法每次观看时间最好不要超过一分钟。




投影法
有望远镜者(双筒或单筒望远镜均可),可以将望远镜对准太阳,并在后方放置一张白纸,白纸的位置不可太过接近望远镜的焦点,否则凸面镜聚光会使白纸燃烧起来,观测者最好站在望远镜侧边一段距离观看。另外,观测者不能直接透过望远镜看日食。


切忌:

 “不安全的滤镜包括所有彩色胶卷、不含银的黑白胶卷、成像的照相底片(X射线和快照)、烟熏玻璃、太阳镜(单副或多副)、摄影中性灰度滤镜和偏光镜 ,其中大部分会透射大量不可见红外辐射,导致视网膜热灼伤。” (摘自NASA)

上述这些都不可用来观测日食。


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Unsafe filters include all color film, black-and-white film that contains no silver, photographic negatives with images on them (x-rays and snapshots), smoked glass, sunglasses (single or multiple pairs), photographic neutral density filters and polarizing filters. 

Most of these transmit high levels of invisible infrared radiation which can cause a thermal retinal burn .



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厦门华锐莱普顿学校是由中锐教育集团、弘信创业工场、安踏投资及特步投资共同创办,与具有近500年历史的英国名校莱普顿公学强强联手打造的15年一贯制高端国际化学校。
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