今天你那里出太陽了嗎？如果出了的話，說不定可以看到日食哦!?

　　12月26日，日環(huán)食天象即將上演，不過此次環(huán)食帶不會(huì)經(jīng)過我國境內(nèi)，所以我國部分地區(qū)能觀測到日偏食。?

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2019年12月26日中國主要城市見日食情況，表格來源：《中國天文年歷》?

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　　沒在表里的小伙伴也別傷心，明年6月21日就能在中國境內(nèi)欣賞少見的日環(huán)食了。?

　　快跟小編復(fù)習(xí)一下科學(xué)看日食的姿勢吧，文末有直播鏈接哦。?

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　　四種日食，你看過幾種？?

　　當(dāng)月球運(yùn)動(dòng)到地球和太陽之間時(shí)，如果三者正好處于一條直線，月球會(huì)擋住太陽照射到地球上的光，在月球背著太陽的方向會(huì)出現(xiàn)陰影，稱作月影。在月影掃過地球上的區(qū)域看到的太陽被月球所遮擋，這種現(xiàn)象稱作日食。

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日食、本影、半影的示意圖

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　　月影分為本影、半影和偽本影。本影（umbra）指沒有受到太陽光直射的地方，在空間上其實(shí)是個(gè)圓錐形，故稱作本影錐。半影（penumbra）指只受到部分太陽光直射的區(qū)域。而偽本影指本影錐匯聚一點(diǎn)后繼續(xù)延伸所得到的椎體。?

　　根據(jù)觀測者位于月影的具體位置，觀測者看到的日食主要分為四類，即日偏食、日全食、日環(huán)食和全環(huán)食。?

　　日偏食：當(dāng)?shù)厍蛏系挠^測者處在月球的半影區(qū)中，看到的是日偏食，太陽一部分被月球遮擋。日偏食發(fā)生在非極區(qū)時(shí)，通常在地球的某些區(qū)域能看到其它食相，如日全食或日環(huán)食或日全環(huán)食。就像今天，中國多地能看到日偏食，而在沙特阿拉伯的部分地區(qū)就能看到日環(huán)食。 ?

　　日全食：太陽平均直徑是月球直徑的約400倍，日地平均距離是月地平均距離的約400倍，因此在地球軌道上，月球本影的尺寸可以剛好遮住整個(gè)太陽，就發(fā)生了日全食。這種情況通常發(fā)生在月球處于近地點(diǎn)時(shí)，從而月球的本影才能掃過地球表面。當(dāng)觀測者處于月球本影范圍內(nèi)，便能看到日全食；而處于半影范圍的觀測者會(huì)看到日偏食。?

　　日環(huán)食：當(dāng)月球處于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，月球的本影錐不能到達(dá)地球，月球本影錐延長所形成的偽本影錐掃過地球的部分區(qū)域。此時(shí)，月球看起來的大小比太陽看起來的尺寸小，因此從處于偽本影區(qū)的地方看太陽，能看到一個(gè)中心被遮擋、周圍發(fā)光的光環(huán)，即日環(huán)食。?

　　全環(huán)食：除了日全食和日環(huán)食之外，還有一種非常巧合情況下發(fā)生的日食——全環(huán)食。當(dāng)月地距離剛好是日地距離的約1/400時(shí)，月球的本影錐頂點(diǎn)剛好能接觸地球，而在全食帶兩端是偽本影。隨著地月的相對(duì)移動(dòng)，處于本影錐頂點(diǎn)附近的區(qū)域會(huì)先后看到日環(huán)食、日全食和日環(huán)食，故稱作看到全環(huán)食。?

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半影、日偏食（partial eclipse）、偽本影（antumbra）、日環(huán)食（annular eclipse）的示意圖

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　　日食五步走，不過偏食只能看到三步?

　　日食過程分為初虧、食既、食甚、生光和復(fù)圓。?

　　初虧指月球東邊緣剛和太陽西邊緣相“接觸”（外切）時(shí)，是日食的開始。食既，指月球東邊緣剛和太陽西邊緣相內(nèi)切時(shí)，是日全食或日環(huán)食的開始。食甚，指月球中心距離太陽中心距離最近的時(shí)刻。生光，指月球西邊緣與太陽東邊緣相內(nèi)切時(shí)，是日全食或日環(huán)食的結(jié)束。復(fù)原，指月球西邊緣和太陽東邊緣相外切時(shí)，是日食的結(jié)束。?

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圖片來源：veer圖庫?

　　日全食過程中，同一個(gè)地區(qū)能看到從初虧到復(fù)原的時(shí)長能持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，而最精彩的部分是從食既到生光，持續(xù)時(shí)間從幾秒鐘到7.5分鐘不等。21世紀(jì)最長的一次日全食中，這部分階段時(shí)長為6分39分，發(fā)生在2009年7月22日。?

　　與之對(duì)比的是，月全食最長可持續(xù)3小時(shí)40分鐘。為什么有這么大的差別呢？視覺上，日全食持續(xù)的時(shí)間取決于月影和日面的相對(duì)大小，而月全食持續(xù)的時(shí)間取決于地影和月面的相對(duì)大小。發(fā)生日全食時(shí)，月影從剛接觸日面到完全離開日面所需時(shí)間不長，是因?yàn)槲覀兛吹降脑掠按笮『腿彰娲笮∠嗖畈淮?。而發(fā)生月全食時(shí)，地影相對(duì)月面較大，從而在相當(dāng)長的時(shí)間里，月面籠罩在地影的“侵蝕”中。?

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　　日環(huán)食過程中，同一個(gè)地區(qū)能看到從初虧到復(fù)原的時(shí)長能持續(xù)約3個(gè)小時(shí)，而能看到從食既到生光的時(shí)長從1秒鐘到12分鐘以上不等。?

　　而對(duì)于日偏食過程，只能看到初虧、食甚和復(fù)圓三個(gè)過程，同一個(gè)地區(qū)能看到從初虧到復(fù)原的時(shí)長能持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。12月26日，北京地區(qū)看到的日偏食天象從初虧到復(fù)原，持續(xù)時(shí)間1小時(shí)45分鐘；上海地區(qū)看到的日偏食天象從初虧到復(fù)原，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)25分鐘。?

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　　這次日食，你能看到什么？?

　　如果你處在環(huán)食帶中心線上，則能看到月亮與太陽同心、也即能看到等寬的同心圓環(huán)。如果你僅在環(huán)食帶內(nèi)而沒在中心線上，看到的是偏心圓環(huán)。如果你處在環(huán)食帶以外、日食帶以內(nèi)區(qū)域，看到的則是日偏食。?

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2019年12月26日日食帶的分布

　　日環(huán)食地區(qū)： ?

　　簡單地說，就是太陽被一點(diǎn)一點(diǎn)“吃”掉，成了一個(gè)亮環(huán)，接著又被一點(diǎn)一點(diǎn)“吐”出來的過程。?

　　如果當(dāng)天陽光燦爛，能看到太陽突然間被一個(gè)黑影遮擋住，黑影不斷在擴(kuò)大，感覺黑夜要來了。當(dāng)太陽只剩下一個(gè)小月牙形時(shí)，天色暗淡，一直持續(xù)至太陽完全被黑影遮住。暗淡是暫時(shí)的，慢慢地月影向東移出，太陽慢慢露出光芒，直至恢復(fù)日食之前的樣子。?

日環(huán)食最精彩的一幕當(dāng)屬食甚時(shí)分的這枚“鉆戒”?

圖片來源：Smrgeog，2012年5月20日拍攝?

　　日偏食地區(qū)：?

　　日偏食能看到什么，取決于食分是多少。食分指日面直徑的被遮擋部分與太陽直徑的比值，食分等于0.5表示日面直徑被遮擋了一半。如果食分過低，難以肉眼看出太陽的大小和視亮度在發(fā)生變化。只有食分較大時(shí)，才能肉眼看出變化。?

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　　為啥新月月月有，但日食卻不常有？?

　　不難發(fā)現(xiàn)，日食對(duì)應(yīng)的月相是新月。新月月月有，但日食卻不常有。地球上每年都會(huì)至少出現(xiàn)2次日食(日偏食、日環(huán)食或日全食)。每年最多出現(xiàn)的日食次數(shù)是5次。在過去的5000年中，只有25年中有5次日食。?

　　為什么日食不常有呢？因?yàn)槿帐车陌l(fā)生要求太陽、月球和地球三者處在同一條直線上。假想一個(gè)以地球球心為中心、半徑無限大的球，稱作天球，所有的天體都位于天球面上。月球在天球上移動(dòng)的軌道面（白道）和太陽在天球上移動(dòng)的軌道面（黃道）并不在同一個(gè)面上，而是存在約5度的夾角。發(fā)生日食需要滿足一個(gè)苛刻的條件：月球和太陽均處在白道和黃道的交點(diǎn)附近。?

　　此外，發(fā)生日食，并不意味著你就能看到日食，因?yàn)槟芸吹饺帐车膮^(qū)域是有限的，沒有處于日食帶的區(qū)域是無緣觀看那次日食的。對(duì)于同一地點(diǎn)來說，出現(xiàn)日全食的幾率大概為每300到400年出現(xiàn)一次。?

　　上一次在中國境內(nèi)能看到的日全食要追溯到2009年7月22日，下一次是十六年后的2035年9月2日。對(duì)于日環(huán)食，在中國境內(nèi)能看到的上一次日環(huán)食是2012年5月21日，下一次是2020年6月21日，如果錯(cuò)過下一次，就要等到2030年6月1日。?

　　還有一個(gè)小知識(shí)值得和大家分享，通常一次日食發(fā)生之前或之后約兩周有另一次月食的發(fā)生。就拿這次日環(huán)食來說，兩周之后，1月10日會(huì)發(fā)生半影月食現(xiàn)象，當(dāng)然半影月食發(fā)生時(shí)，月球亮度變化不明顯，很難肉眼察覺出來。?

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　　科學(xué)家看日食是看什么？ ?

　　對(duì)于大眾來說，日食是值得欣賞的天象。但是對(duì)于天文學(xué)家來說，日食，特別是日全食的科學(xué)觀測價(jià)值很大。?

　　由于月球的遮擋，使得原本難以觀察的太陽外層——日冕層得以露出真面目，對(duì)于太陽研究有著重要的意義。日全食階段，我們可以看到平時(shí)難得一見的水星，是尋找水星軌道以內(nèi)的小行星的好機(jī)會(huì)。?

　　日全食還提供了良機(jī)去驗(yàn)證廣義相對(duì)論的預(yù)言之一——光線在巨大的引力場中彎曲。1919年的日全食觀測就是一個(gè)成功案例。愛丁頓爵士和他的助手拍攝了日全食期間太陽附近的恒星，與非日全食階段拍攝的同一天區(qū)的恒星位置對(duì)比，從而測定出太陽引力造成的星光的偏折。觀測所得到的星光偏折角度與廣義相對(duì)論預(yù)言出的光線偏折角度更加接近，成為首個(gè)支持廣義相對(duì)論的觀測證據(jù)。?

上圖示意了日全食階段太陽附近的恒星位置；中圖示意了非日全食階段同一天區(qū)的恒星位置；下圖示意了由于太陽的引力所造成的星光彎曲。圖片來源：NASA?

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　　上述所說的科學(xué)價(jià)值，大部分是從可見光波段考慮。在可見光波段，日全食的科學(xué)價(jià)值高，日偏食、日環(huán)食要略遜一籌。但就射電波段的觀測來說，日偏食、日環(huán)食同樣具有科學(xué)價(jià)值，可以獲得色球和日冕大氣各層次和射電局部源的重要信息。?

　　實(shí)際上，中國射電天文學(xué)的發(fā)展和日環(huán)食的觀測還有一段美妙的淵源。?

　　1958年中蘇聯(lián)合海南島日環(huán)食觀測為射電天文學(xué)這門新興學(xué)科在中國的發(fā)展提供了一個(gè)契機(jī)。那次觀測旨在研究太陽的射電輻射，由蘇聯(lián)主導(dǎo)，中國方面組織和培訓(xùn)了一批科研人員協(xié)助蘇聯(lián)進(jìn)行觀測。?

　　雖然在基礎(chǔ)知識(shí)背景方面不足，但蘇聯(lián)射電天文學(xué)家的講座促進(jìn)了中方人員開展射電天文的積極性，后續(xù)還開展了射電天文訓(xùn)練班，為射電天文研究人員打下了必要的理論基礎(chǔ)。而且，中國的科研人員通過借用蘇聯(lián)的射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行熟悉和解剖，研究從蘇聯(lián)借來的圖紙，慢慢也掌握了設(shè)備制造的相關(guān)技術(shù)和原理。??

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1958年海南島日環(huán)食中蘇聯(lián)合觀測隊(duì)，圖片提供：王綬琯院士?

　　今天去哪兒看日食？?

　　中國科學(xué)院天文科普聯(lián)盟將以多地日食天象直播的方式向大家全程直播日偏食美景。?

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掃描二維碼進(jìn)入直播間?

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　　我們更希望大家能走出家門，實(shí)地安全欣賞日食。雖然日食是太陽部分或全部被遮擋，光的強(qiáng)度有所下降，但仍然刺眼，直接觀察會(huì)對(duì)眼睛造成傷害。目視觀測時(shí)，需要佩戴正確的日食觀察眼鏡；如果用相機(jī)拍攝，需要在鏡頭前安裝上濾光片；如果使用望遠(yuǎn)鏡觀測，需要在望遠(yuǎn)鏡鏡頭前安裝好類似巴德膜此類的減光配件。?