天文的科普知識:日食的發生規律及原理
日食的“季節”
日食的發生必須是滿月出現在黃白交點的一定界限之內,這個界限就叫做“食限”。如果新月在黃道和白道的交點附近18度左右的範圍內,就可能發生日食;如果新月在黃道和白道的交點附近16度左右的範圍內,則一定有日食發生。
黃道、白道的交點有兩個,這兩個交點相距180度,故一年之中有兩段時間可能發生日食,這兩段時間都稱爲“食季”,它們相距半年。
太陽在黃道上每天向東移動約1度,由於日食的食限爲18度左右的範圍,太陽從黃道和白道交點以西的18度運行到黃道和自道交點以東的18度,大約需要36天,也就是說日食的每一個食季爲36天。
一年之中有幾次
日食的一個食季是36天,比一個朔望月的平均長度29.53天要長。因此在一個日食的食季內必定會發生一次日食,也可能發生兩次日食。一年之中有兩個日食食季,所以在一年之內至少有兩次日食發生,也可能有四次日食發生(如果每個食季中都包含兩個朔日的.話)。
在太陽的引力作用下,黃道和白道的交點會不斷地沿着黃道從東向西移動,每年移動約20度,方向與太陽沿黃道運行的方向相反,因此太陽在黃道上 連續兩次通過同一交點所經歷的時間間隔(這個間隔叫“食年”)比一年(365.2422天)要短,只有346.62天,要約少19天。
這樣就會產生兩種情況:
1)一年365.2422天之內,包含了兩個完整的食季和一個不完整的食季。比方說第一個食季開始1月初,那麼經過346.62天一個食年之 後,第三個食季就會在同一年的12月中旬開始,在這種情況下就可能發生五次日食(不會六次,因爲第三個食季不完整);
2)一年365.2422天之內,包含了兩個不完整的 食季(一個在年頭,一個在年尾)和一個完整的食季,在這種情況下就可能發生四次日食。
所以,一年中,發生日食最多的次數是五次。
[注]
1)黃道:太陽在天空移動的軌跡,並不是我們平常認爲的一天移動一週,我們平時看到的太陽移動是由於地球的自轉引起的,黃道是由於地球的公轉引起的,一年移動360度。
2)白道:月亮在天空移動的軌跡。
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