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2021年度最后的天文奇观即将上演!12月4日将出现日全食

2021年的最后一个月刚刚来临,我们就要迎来一个天文奇观,12月4日本年度最后一次日食即将上演。上一次日全食还是发生在1年以前,在2020年12月14日出现过日全食,小伙伴们可别错过了这次天文奇观。

日食一般发生在农历初一当日,这时月球运行到太阳与地球之间。我国最早的日食记录,见于《尚书·胤征》:“乃季秋月朔,辰弗集于房,……倘奏鼓,啬夫驰,遮人走……。” 记录了当时的人们看到日食后,惊慌失措,鸣鼓奔走的情况。据考证,这次日食大概发生于夏代仲康时期,约公元前2137年10月22日。国外最早的日食记录是发生在巴比伦的一次日全食,时间是公元前763年6月15日,比我国最早的日食记录要晚很多。

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什么是日全食

那么,什么是日食呢?简单来说,就是当月球运行到太阳与地球的中间,三者呈一条直线时,月球挡住了太阳的光线,这时在地球表面的部分地区就会看到日食。

日食分为四种,包括日全食、日环食、日偏食和全环食。

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日全食,日食发生时,地球的部分地区处于月球的本影区时,就可以看到日全食。

日环食,当处于月球的伪本影区时,看到的是日环食,这时月球看起来比太阳要略小一些,可以看到月球的阴影四周有一圈亮环。

日偏食,当处于月球的半影区时,就可以看到日偏食。

全环食,全环食最为罕见,地面上的不同区域可以同时看到日全食、日环食和日偏食。全环食只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近时,当月球本影尖端扫过地表,该区域内就可以看到日全食;由于地表是球面,周围部分地区仍处于伪本影区,看到的是日环食;而处于半影区,看到的就是日偏食。

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日全食的完整过程包括五个阶段:

初亏:月球自西向东绕地球旋转,当月球运行到太阳与地球的中间,日食正式开始,这时太阳开始出现亏损。

食既:月球继续向东运行,当月球完全挡住太阳盘时,称为食既。日全食开始。

食甚:当月球中心与太阳中心重合时,日食达到极点,称为食甚。这时太阳的光线完全被月球挡住,天文学家可以通过望远镜观测到平时难以看到的日冕和日珥。

生光:月球继续向东运行,太阳开始露出,光芒重现,称为生光。日全食结束。

复圆:月球继续东移,遮挡太阳越来越少,太阳的形状逐步恢复,整个日食过程结束。

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日全食是一种只有在地球上才能看到的罕见天文奇观,这是因为日全食发生的条件很苛刻。由于月球与太阳的大小比率与距离的比率很相近,也就是说,太阳的直径约是月亮直径的四百倍,而地球与太阳的距离约是地球与月球距离的四百倍,在地球上看,太阳和月亮的大小,刚好差不多。所以,发生日全食时,月球刚好可以把太阳挡住。

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对科学家来说,日全食是一个进行天文观测的极佳的时机,因为月球挡住了原本刺眼的太阳光线,让原本不易观察的日冕层显露出来。同时,很多重要的发现都是在日全食发生时观测到的。其中,最著名的例子是1919年的一次日全食,证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。爱因斯坦的广义相对论,预言光线在巨大的引力场中会拐弯,平时这种现象由于太阳光线的影响,很难观测验证。而1919年的日食正好提供了绝佳的验证机会,英国天文学家爱丁顿带着一支观测队,赶到了在南大西洋上的日全食带,发现微弱星光在经过太阳附近时发生了拐弯,观测结果与爱因斯坦的广义相对论十分吻合,从此相对论得到世人的承认。

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日食是灾难降临的征兆吗

古时候,由于科学知识的匮乏,人们对太阳的突然“隐身”自然十分好奇,甚至极为恐惧。各国的神话传说中,日食基本上都被描述为灾难降临的征兆,是天上的恶魔或神兽吞食太阳所致。中国古时候,将日食当作是上天的警告,认为是天狗食日导致,必须敲锣打鼓赶走天狗。越南人认为是青蛙,阿根廷人认为是美洲虎,加勒比海沿岸的土著人认为是巨龙,古印度神话中认为是恶神阿修罗吞食了太阳。此外,古希腊人还把日全食解释成是太阳抛弃了地球。

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这些传说都带有迷信的色彩,表达了人们对未知现象的担忧和恐惧。同时,古人也把日食这种自然现象,与一些灾难或自然灾害联系在一起,认为日食是灾难降临的征兆。当然,这明显是不可信,不科学的。通过现代科学的解释,日食这种自然现象已经为世人所熟知,并理解。

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怎么观看本次日全食呢?

那么,感兴趣的小伙伴们,如何观测日食呢?

首先,需要注意的是,直接观看日食很危险,刺眼的太阳光会刺伤眼睛并影响视力。

最佳的观测方法是,使用专业的保护措施,如专用于目视太阳观测的滤光片,或专门用于日食观测的日食观测眼镜眼镜,也可以投影法观看。

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12月4日即将发生的日全食,很可惜小伙伴们在国内看不到,这次日全食只能在南半球的部分地区可以看到。全食带从靠近南美洲的南大西洋开始,经过南极洲,在南太平洋结束。在大西洋南部、非洲极西南部、印度洋、南极洲、大洋洲极东南部以及太平洋南部可以看到偏食。

2021年12月4日日全食情况(见食位置)

食象

北京时间

地理经度

地理纬度

偏食始

13:29:15

-4°51′

-23°18′

全食始

15:02:49

-51°00′

-53°08′

食 甚

15:33:28

-46°09′

-76°47′

地方视午的全食

15:56:10

-121°29′

-79°01′

全食终

16:03:50

-134°28′

-67°29′

偏食终

17:37:29

+148°29′

-46°24′

食分=1.0367 食延=1分55秒 γ=-0.9525

环食带宽:417公里 沙罗序列:152

下一次的日全食,要等到2023年4月20日,在亚洲、澳洲的部分的地区,可以看到罕见的全环食,观测地点包括印尼、澳洲、巴布亚新几内亚等。东南亚、东印度、菲律宾、新西兰等地可以看到日偏食。

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