什么是日食？记住没有适当的眼睛保护，决不要看日食

什么是日食?

据NASA报道，HyoDod航天器捕捉到了2012年5月20日最大日食的惊人图像，这使得美国西部和南洋部分地区的天空黯然失色。(©Hinode/XRT)

日食是自然界最具戏剧性的天体表演。日食发生时，地球、月球和太阳在同一平面上排列，月球经过地球和太阳之间，部分或完全覆盖我们最近的恒星。

日食有四种类型：全食、环食、偏食和混合日食。以下是导致每种类型的原因：

日全食

这是大自然的一个愉快的意外。太阳的86.4万英里(140万公里)直径是地球月球直径的400倍，月球的直径只有2160英里(近3500公里)。但月球距离地球的距离恰好是太阳的400倍(由于两个轨道都是椭圆形的，所以这个比例会有所不同)，因此，当轨道平面相交，距离排列得很好时，新月看起来会完全遮住太阳的圆盘。日全食平均每18个月在地球上的某个地方发生一次。

实际上有两种类型的阴影：本影是遮挡所有阳光的阴影部分。本影的形状是一个又黑又细的圆锥体。它被半影所包围，半影是一种较浅的漏斗状阴影，阳光部分被遮住。

记住：直视太阳，即使部分被月球遮住，也会造成严重的眼睛损伤或失明。没有适当的眼睛保护，决不要看日偏食。

在日全食期间，月球将其本影投射到地球表面;这种阴影可以在短短几个小时内扫过地球三分之一的距离。那些幸运地被定位在本影的直接路径上的人将会看到，当月亮的黑影穿过风景线向他们冲去时，太阳的圆盘会逐渐变为新月。

在短暂的全食期内，当太阳完全被覆盖时，美丽的日冕——太阳脆弱的外部大气-被揭露。位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心的美国宇航局太阳天文学家米兹亚当斯解释说，日全食通常只持续几分钟。她在一个美国宇航局的网络帽中说，最长的日食持续了大约7分钟。

日全食很少被看到，因为全食——当太阳完全被月球只存在于地球表面的一条狭窄的路径上，而不是在更宽的区域可以看到的日偏食。“KDSPE”“KDSPs”下一次日食将是2017年8月21日的日全食。据美国航天局称，在这次月食过程中，月球的阴影将首先穿过北太平洋一英寸，然后从西向东穿过美国，穿过部分地区：俄勒冈州、爱达荷州、蒙大拿州、怀俄明州、内布拉斯加州、堪萨斯州、爱荷华州、密苏里州、伊利诺伊州、肯塔基州、田纳西州、北卡罗来纳州、乔治亚州和南卡罗莱纳州。”根据Eclipse2017.org网站的报道，只有蒙大拿州西南最小一点胡子的一小部分的一小部分才能看到整体性。然而，如果你在另一个州，你可能会瞥见一次日偏食，因为月球的半影将在覆盖北美大部分地区的更大区域产生这种影响。

根据Eclipse2017.org网站的报道，在美国的以下地区，全食开始于以下当地时间：

新港以北的海滩，俄勒冈州：上午10:15

马德拉斯和温泉，俄勒冈州：上午10:19

爱达荷州斯坦利：上午11:28:18

爱达荷州麦凯：上午11:30:19

爱达荷州威瑟：上午11:25:18

怀俄明州大提顿国家公园：上午11:35

怀俄明州帕维尔：上午11:38

联盟，内布拉斯加州：上午11:49

林肯，内布拉斯加州：下午1:02

堪萨斯州特洛伊：下午1:05

堪萨斯州阿奇森市：下午1:06

密苏里州堪萨斯市：下午1:08

伊利诺伊州墨菲斯伯罗市：下午1:19:30

伊利诺伊州马坎达市：下午1:20:11

伊利诺伊州卡本代尔市：下午1:20

伊利诺伊州马里恩市：下午1:20:40

肯塔基州帕杜卡市：下午1:22

肯塔基州富兰克林市：下午1:26:48

田纳西州克拉克斯维尔市：下午1:25

纳什维尔市，田纳西州(在州议会大厦)：下午1:27

乔治亚州克莱顿：下午2:35:45

北卡罗莱纳州布莱森市：下午2:35:13

北卡罗莱纳州墨菲：下午2:34

南卡罗莱纳州格林维尔：下午2:38

查尔斯顿，南卡罗来纳州：下午2:46:22，

日偏食

只有半影(偏影)经过头顶时，才会发生日偏食。在这些情况下，日食期间太阳的一部分始终保持在视野中。

通常是半影，它只会在极地给行星一个掠过的打击;在这种情况下，远离极地但仍在半影区域内的地方可能看不到比月亮所隐藏的太阳扇贝多得多的太阳。在另一种情况下，那些位于日全食路径几千英里范围内的人会看到日偏食。

离日全食路径越近，太阳的遮蔽就越大。例如，如果你正处于日全食路径的外侧，你会看到太阳逐渐减弱为一个窄新月，然后随着阴影的经过而再次变厚。

日环食

日环食与日全食相差甚远。天空会变暗。。。有点;一种奇怪的“假暮光”，因为这么多的太阳仍然存在。日食是日偏食的一个亚种，不是全食。日食的最大持续时间是12分30秒。“KdSPE”“KDSPs”“KDSPE”是2011年1月4日的日食，由HyoDe飞船观测到。(Hinode/XRT)

2016年9月1日，在非洲大部分地区、阿拉伯半岛南部和印度洋大部分地区都可以看到日食。[见“火环”日食的照片和视频]

美国宇航局称，下一次日全食将于2019年12月26日发生。

日全食类似于月全食，因为月球似乎是在太阳的中央穿过。不同的是，月球太小，无法完全覆盖太阳的圆盘。由于月球以椭圆轨道绕地球旋转，因此它与地球的距离从221457英里到252712英里不等。但是月球本影的暗阴影锥可以延伸不超过235700英里;这比月球与地球的平均距离要小。

所以如果月球处于更大的距离，本影的尖端就不会到达地球。在这样一次日食中，作为本影理论上的延续，它的本影到达地面，任何人都可以从本影的任何一边望过去，看到围绕月球的环形物，或“火环”。一个很好的比喻是把一便士放在一个镍币上，一便士是月亮，镍是太阳。

混合日食

这些也被称为环形全食(“A-T”)日食。这种特殊的日食发生在月球的距离接近本影到达地球的极限时。在大多数情况下，一次A-T日食开始时是一次日食，因为本影的尖端刚好没有与地球接触;然后它变成全食，因为行星的圆度向上延伸，截获了路径中间的阴影尖端，最后它回到了路径末端的环形。

因为月球似乎直接在太阳前面经过，全食、环食和混合食也被称为“中央”食，以区别于仅仅是偏食的日食。

在所有日食中，大约28%是全食;35%是偏食;32%是环食;只有5%是混合食。

是安全的亚当斯警告说，在观测日食时，用望远镜观测日食是很危险的。

“你必须有一个合适的滤镜，”她说最安全的方法是通过一种称为投影的方法，在这种方法中，你实际上可以取出目镜，将图像投影到望远镜后面的一张纸上，而不用看太阳。你可以来回移动纸张，直到获得聚焦图像。

类似地，你可以构建一个“针孔相机”。针孔或小开口用于在开口后约3英尺(或约1米)处的屏幕上形成太阳图像。双筒望远镜或安装在三脚架上的小望远镜也可以用来将放大后的太阳图像投射到白卡上。卡离得越远，图像的焦距就越大。寻找太阳黑子。请注意，太阳的边缘或边缘看起来有些暗。这种日食观测方法是安全的，只要你记得当望远镜或望远镜指向太阳时，不要直视太阳;换句话说，当太阳表面的任何部分都是可见的时，不要直视太阳。[如何制作日食观测仪]

针孔主题的变化是“针孔镜。”用一张纸盖住一个袖珍镜，纸上有一个四分之一英寸的孔。打开一扇向阳的窗户，把有盖的镜子放在有阳光照射的窗台上，这样它就能把一个光碟反射到里面的远墙上。光碟是太阳表面的图像。离墙越远越好;图像距离镜子每9英尺(或每3米3厘米)只有1英寸宽。粘土模型可以很好地固定镜子。在纸上用不同大小的孔进行实验。同样，一个大洞使图像明亮，但模糊，而一个小洞使图像模糊但尖锐。尽量把房间弄暗。一定要事先尝试一下，以确保镜子的光学质量足以投射出一个干净的圆形图像。当然，不要让任何人看镜子里的太阳。

如果你在枝繁叶茂的树木周围，看看它们在部分阶段投射的阴影。你看到什么了?值得一张照片吗?你会看到许多部分日食的太阳通过树叶之间的针孔缝隙投射出来。这是由衍射引起的，衍射是光的一种特性。根据美国国家航空航天局马歇尔航天飞行中心的光学物理学家文斯·休格尔(Vince Huegele)的说法，光线不是直接从缝隙边缘或针孔射出，而是沿着边缘弯曲。这种波效应产生了一种类似牛眼的光环图案。

可接受的滤光片，用于肉眼观察太阳，包括镀铝聚酯薄膜。一些天文学经销商携带专门为太阳观测设计的聚酯薄膜过滤材料。也可以接受的是14号阴影电焊机的玻璃，在焊接供应商店只需几美元。当然，在日食日前测试滤光片和/或观测技术总是一个好主意。

不可接受的滤光片包括太阳镜、旧彩色底片、不含银的黑白胶片、照相中性密度滤光片和偏光滤光片。尽管这些材料的可见光透射率很低，但它们会发射高得令人无法接受的近红外辐射，从而导致视网膜热烧伤。事实上，太阳看起来很暗，或者当你通过这些滤光片看太阳时没有感到不适，并不能保证你的眼睛是安全的。

有一次你可以安全地直视太阳：在日全食期间，当太阳的圆盘完全被覆盖时。在那宝贵的几秒钟或几分钟里，壮观的日冕在黑暗的太阳周围闪耀着它的全部光辉;一道奇妙的珍珠白光的边缘。它的大小、颜色和图案因日食而异。它总是幽暗而娇嫩，有着淡淡的极光般的光泽。它的外观多变。有时它有一种柔和的连续的眼神;有时，它发出长长的光芒从三四个方向出发。它可能以薄薄的花瓣和飘带从圆盘中脱颖而出。但是当太阳再次出现在视野中时，日冕很快就会消失，你需要再次保护你的眼睛。

太空观察专栏作家Joe Rao对本文做出了贡献。

Eclipse先生为Eclipse摄影提供了额外的资源。从Eclipse追踪器中找到很多信息。美国航天局的日食网站上有日历、地图和关于过去和未来日食和月食的信息