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常州大学天文社

仰观苍穹知天文,俯察众生闹凡尘;细推物理须行乐,何用浮名绊此身!

 
 
 

日志

 
 

5月21日常州日偏食,你准备好了吗?  

2012-05-09 22:07:11|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        2009年7月22日轰动全国的日全食,因为长江中下游的阴雨致使很多人望天兴叹,常州市民也只能在雨中感受日全食发生时天空亮暗的变化,以至于大学城有位老师写诗感叹:“满天乌云隔断了星空奇缘,一场暴雨浇灭了地上的狂热……”,暴雨浇灭了人们的热情,也使许多的天文爱好者心有不甘。


        然而,2010年1月15日的日环食,虽然没有阴雨,但是漫天的白云依然出现在江苏中部和南部地区,使得狂热的天文爱好者不得不驱车前往山东、青岛等地。


        这些,似乎发生在不久之前,2012年5月21日早上,即将迎来扫过我国东南地区的日环食,届时,台湾北部、浙江南部、福建中部和南部、广东大部、广西东南部、海南北部、香港和澳门等地即将看到日环食(如图1),而常州地区则可看到日偏食,食甚时太阳被遮达78%。

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

图1. 2012年5月21日中国南方日环食区域图

一、日食形成原理


        日食是当月球处于太阳和地球之间时,从地球上看,太阳被月球遮挡的现象。月球每个月都会运行到太阳和地球之间,但我们并不是每个月都可以看到日食。那是因为月球运行的轨道(白道)和太阳运行的轨道(黄道)并不在一个平面上,白道面和黄道面之间平均有5°9′的夹角。因此,只有在农历初一前后,太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近,才可能发生日食。


        日食发生时,月球的影子实际上是一个影锥,这个影锥称为本影,本影周围的庞大区域叫做半影。当月球位于近地点时,月球的本影锥长度比地球和月球之间的距离要长,如果处在本影区域则会看到日全食。在半影区域只能看到不同程度的日偏食,且距离本影越近,所见偏食的部分越大。当月球处于远地点时,月球的本影达不到地面,本影的延长部分称为伪本影,此时月球的视直径略小于太阳,太阳边缘的光球仍然可见,形成环绕在月球阴影周围的亮环,这就是日环食。处于环食之外的半影区域同样可以看到不同程度的日偏食(如图2)。

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

图2. 日食形成原理图

 
二、常州地区日偏食过程
        2012年5月21日中国南方日环食常州地区日偏食过程表 

过 程

图示(黄色代表太阳,黑色代表月亮)

时 刻

高 度

初 亏

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

 

5:16

 

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

5:50

 

食 甚

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

6:20

15°

 

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

7:00

23°

复 圆

5月21日常州日偏食过程表 - 常大天文社 - 常州大学天文社

7:32

30°

        初亏——月轮东缘与日轮西缘相外切,即日食开始;
        食甚——月轮中心与日轮中心最接近;
        复圆——月轮西缘与日轮东缘相外切,日食结束。
        方位——从正北方向沿顺时针(即北、东、南、西的顺序)到太阳方向线的水平夹角。

 

三、如何观看

        由于日偏食发生时太阳只是被月亮遮挡了一部分,所以不能直接用裸眼直接看太阳。本次日偏食大约从早上5:16开始,一直到7:32结束,持续时间大约是2小时16分钟,太阳被遮挡最多的时刻大约是6:20,此时太阳已经很高了,天空的明显变暗,会使在室外的人不自觉地用眼睛看,这样的话,极易对眼睛造成伤害。在以往的日偏食观赏中,发生过很多眼睛受到伤害的事件,有的还造成了观看者永久失明。

        我们都有这样的体会,用眼睛直接看太阳,即使只看短短的一刹那,眼睛就会受到很大的刺激,好久好久眼前一片昏暗,很难恢复过来。这是因为眼睛里有一个水晶体,它起到聚光作用。对准太阳看,太阳的热量被它聚集在眼底的视网膜上,就会觉得刺眼,如果再经过一些时间,视网膜就会被烧伤。在发生日偏食时,月亮只挡住了一部分太阳,剩下的部分仍然和平常一样,所以直接用眼睛看的时间长了,就会对眼睛造成伤害。


        好多媒体上说,在观看日食时,普通公众可采取简易方法进行观看, 比如将玻璃片用墨汁涂黑或用烟熏黑,或寻找过度曝光的X光片、曝光的底片并将其对折成两层或多层,或电焊遮光罩上黑色玻璃片,或电脑软盘内的黑色软片等。这些方法或许能在视觉上减弱日光,但是,由于人眼可通过380nm至1400nm波长的光线,没有保护或不足够保护地观测太阳,可使视网膜灼伤。强烈的可见光(主要是蓝光和紫光)照射视网膜,可引起光锥和视杆细胞内产生一连串复杂的化学反应,从而损伤视觉细胞,减低它们的感光度,极端的情况可以破坏细胞,使受害者出现暂时失明或永久失明。较长波长的可见光(红光)及红外线,会被视网膜以下的黑色素所吸收,并转化成热量灼伤被照射的组织。由于视网膜上没有痛觉神经,所以光照造成的视网膜损伤时是不会产生痛楚的,通常会在受损后数小时才会出现症状!即便将要失明,人眼对此却毫无察觉,因此用这些方法观看日食是极其危险的!


        在用裸眼观赏日食时最好佩戴专业的“日食观赏镜”(如图3) 。由于专业的“日食观赏镜”采用双层或多层铝膜覆盖的聚酯塑料高密复合膜,不同于一般镀膜,并经过各种波长光线的透过率检测,可以有效降低太阳辐射光对人眼的伤害。使用双筒望远镜观看日偏食时,同样要在望远镜物镜前加上减光膜——巴德膜(如图4)。在手头没有“日食观赏镜”时, 最简单而又安全的方法是用“小孔成像”的方法来观看日食 ,而如果想得到较大的太阳像,屏幕距离小孔可大于1米(如图5)。 如果想拍出艺术效果,还可以钻出多个小孔,形成比如心形、梅花形等需要的图案,还可将处于偏食阶段的太阳的像投在手上、衣服上或别的物品上,这样可看到或拍摄到不同一般的效果(如图6)。

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图3. 用专业的“日食观赏镜”看日偏食                          图4. 双筒望远镜前面要加上巴德膜

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                   图5. 投影法看日偏食                                              图6. 投影法拍摄日偏食

        用望远镜拍摄日偏食时,通过双筒镜、望远镜、甚至相机取景器直接观测都非常危险,目视和摄影都一定要在镜头前加上巴德膜(如图7和图8)!如果有寻星镜,也不要忘记加上巴德膜!绝对不能把眼睛凑近望远镜直接去看太阳,否则观测者的视网膜会被迅速灼伤!另外,在不观测时,也不要将望远镜或相机指向太阳,并须盖上镜头盖,否则镜头会过分吸热,导致爆裂!

 

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图7. 望远镜、照相机、摄像机前要加上巴德膜         图8. 用望远镜拍摄日偏食时要加上巴德膜

 

 

天文摄影美图欣赏:

 

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