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第五章 地球和月球,日食和月食,,潮汐,第十一节 日食和月食,日月食现象 日月食的形成,日月食过程 日月食规律,,第十一节 日食和月食,日食和月食 日食和月食是日月会合运动产生的，日、地、月三个天体相互遮掩的天文现象,一、日月食和天体影锥,日食 是当月球运行到太阳和地球之间（朔），而且日、地、月三者恰好或几乎在一直线上时，月球挡住了太阳，在地球上处于月影区域的观察者，看不见或看不全太阳的现象 月食 是当地球运行到与太阳相对的方向（望），而且日、地、月三者恰好或几乎在一直线时，月球进入地球的影子，在地球上处于夜半球地区的观察者，看不见或看不全月球的现象East China Normal University,影锥分类 本影：在太阳照射下，地球和月球都在背太阳方向拖着一条很长的影子，它主要部分是一个以其顶端背向太阳的会聚圆锥，太阳光辉全被遮蔽半影：在影区内，得到部分的太阳光辉 伪本影：在半影、本影的延伸部分，是一个与本影同轴而反向的发光圆锥，得到太阳边缘部分光辉 半影和伪本影的不同部分，明暗程度不同：愈接近本影，愈阴暗；离本影愈远，日轮被遮蔽程度愈远，愈明亮East China Normal University,2019/1/28,第4章 日月地系统,7,天体影子的类型,本影：得不到太阳光 半影：得到部分太阳光 伪本影：得到外围的太阳光,,2019/1/28,第4章 日月地系统,8,,本影长度：OC/OS=BO/DS，OC/OS=BO/(AS-BO)， OC=BO×OS/(AS-BO),,图5-1 天体的影锥,地球和月球本影的长度,,二、日月食种类 日食种类 日全食：月球本影笼罩的地面； 日环食：月球伪本影笼罩的地面； 日偏食：月球半影笼罩的地面。

月食种类 月全食，月球全部隐入地球本影； 月偏食，月球部分进入地球本影； 无月环食East China Normal University,日月食现象,日食现象：,月球将日轮遮掩的现象，亦即日轮的亏缺月食现象：,满月时月轮的亏缺现象,日全食的描述,2019/1/28,第4章 日月地系统,13,日食的种类,2019/1/28,第4章 日月地系统,14,日食,地影,日食带,日全食和日冕,日偏食,日环食,2019/1/28,第4章 日月地系统,15,日食,日全食,日偏食,,日全食的描述,阳光灿烂的白天，光焰无际的日轮突然被一团黑影逐渐蚕食、吞噬，当黑影把目轮完全挡住的时候，天空的亮度骤然下降一百万倍原来的太阳位置，变成暗黑的月亮圆面刹那间，夜幕降临，繁星点点，昏暗的大地上凉风习习，气温陡降，鸡犬惊叫着逃回自己的巢穴，有时空中的飞鸟也会失去自控而坠落到地上，这常常是日全食时发生的景象贝利珠,贝利珠,月球表面高低不平的山峰遮挡太阳光线所致有关传说,有关日食传说,多数地区的传说：妖怪吃掉太阳,印第安人在日食发生时会向天发射带火 焰的箭，意图是“再度点燃”太阳公元前585年吕底亚人和米提亚人交战，决战当天战场上空突然发生日食，双方见状，马上宣布休战， 重建太平盛世。

忙于祭祀的古代官员,,日月食的形成,地球和月球的影子,日月食的形成及类型,地球本影平均长度：1377000km 月球本影平均长度： 374500km,成因区别,地月的影子,本影区：影子的主要部分完全得不到太阳光线半影区：本影周围的影区可得到太阳的一部分光线伪本影区：本影的延长可得到太阳边缘的光线本影,伪本影,,,,,,,,,日食的形成,,日食类型,日全食：,日偏食：,日环食：,日食的形成是由于月球的影子落在地球表面上，日食的类型取决于观测者位于月影的哪一部分在月球半影中，太阳部分被月轮遮住,在月球本影中，太阳全部被月轮遮住,在月球伪本影中，太阳中心被月轮遮住,日食带,日食带,,,,月食的形成,月食类型,月全食,月偏食,2019/1/28,第4章 日月地系统,26,月食的形成,月食类型,月食的形成是由于月球进入地球本影， 月食的类型取决于月球是否完全进入地球本影月全食：,月偏食：,月球完全进入地球本影月轮全部亏缺月球部分进入地球本影月轮只有部分亏缺2019/1/28,第4章 日月地系统,28,月食的种类,2019/1/28,第4章 日月地系统,29,月食的种类,月偏食,月全食,2019/1/28,第4章 日月地系统,30,月食的种类,月全食,月偏食,,日月食成因区别,,日食的形成和月球的本影、半影、伪本影有关； 月食的形成仅与地球本影有关。

当地球上发生月全食时，在月球上会看到什么现象？,当地球上发生月偏食时，在月球上会看到什么现象？,日月食过程,过程实质,日全食过程,月全食过程,偏食过程,日环食过程,食分,,,日月食过程实质,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,日食自太阳的西缘开始，东缘结束月食自月轮的东缘开始，西缘结束图5-2 日全食的过程（一） 此图在假定日、月没有周日运动条件下，表示同一地点所见的日全食过程East China Normal University,月球向东赶超太阳的运动，是在二者各自向西周日运动过程中发生的，具体情况又因纬度、季节和南北半球而不同1.天赤道向南倾斜，天北极为仰极，可知是在北半球；2.天赤道与地平圈交角为当地余纬，故纬度为45 N； 3.太阳周日圈(赤纬)在天赤道以南，故北半球正值冬季；4.日、月正在向西方地平下落，可见时间接近傍晚图5-3 日全食的过程（二）,East China Normal University,图5-4 月全食的过程（假定地球影锥在天球上的位置不动）,East China Normal University,日全食过程,初亏：日食开始月轮东缘与日轮西缘相外切。

食既：日全食开始月轮东缘与日轮东缘相内切食甚：日月中心相距最为接近生光：日全食结束月轮西缘与日轮西缘相内切复圆：日食结束月轮西缘与日轮东缘相外切回食分,,,日全食过程,日全食过程演示,,月全食过程,,,,,,初亏：月食开始月轮东缘与本影西缘相外切食既：月全食开始月轮西缘与本影西缘相内切食甚：月轮与地影截面中心相距最为接近,生光：月全食结束月轮东缘与本影东缘相内切复圆：月食结束月轮西缘与本影东缘相外切回食分,2004.5.5月全食,,,,,,,偏食过程,日偏食,月偏食,,,复圆 食甚 初亏,,回食分,,,,,日偏食过程演示,,月偏食过程演示,,,日环食过程,,初亏,环食始,食甚,环食终,复圆,食分,,日环食过程演示,,食分,全食食分,日全食食分：月轮同日轮视直径的比值月全食食分：月轮进入地球本影的深度 同月轮视直径的比值日全食过程的图示1,,日全食过程的图示2,上午,下午,,日全食过程的图示3,,,,,,,,日全食过程的图示4,,,,,,,,2019/1/28,第4章 日月地系统,53,日月食比较,日月食的条件 朔望条件：日食发生于朔，月食发生于望 交点条件：日月同时位于黄白交点及其附近,三、日月食的规律性,日月食的规律,日月食的条件,月相条件： 交点条件：,——三者位于一条直线上,食限和食季,见食次数,日食发生于朔，月食发生于望。

日月同位于黄白交点附近未来可见日月食,,食限 日食限和月食限概念 日月两轮相切时，黄白交点到日轮中心的一段黄经差，叫日食限若以日月相冲取代日月相合，以地球本影截面取代日轮，则为月食限） 食限变化规律 食限的大小取决于黄白交角、日地距离和月地距离；,食限,概念：可能发生的食相对于黄白交点角距离的限度食限大小,,（增加）,减小,减小,（增加）,减小,减小,（增加）,减小,增大,最大17.9º 最小15.9º,最大11.9º 最小10.1º,,黄白交角愈大，日食限和月食限愈小； 月地距离愈大，月轮的视半径愈小，日食限和月食限愈小； 日地距离愈大，则日轮的视半径愈小，日食限愈小；但地影截面的视半径却增大，因此月食限愈大； 日食限＞月食限（不计半影食）图5-5 日食限 日月两轮项切时，自黄白交点至日轮中心的一段黄道弧长，即此刻日轮中心与邻近的黄白交点的黄经差East China Normal University,食限的影响因素及其变化,（增大）,（增大）,（增大）,减小,减小,减小,减小,减小,增大,,食限大小,,食季 日月同时（主要是太阳）位于交点或食限内的这段时间叫“食季” 食季的长短：取决于食限的大小和太阳相对于交点的移行速度 黄白交点西移速度：0°.053/日，太阳在黄道上的东移速度为0°.9856/日，则太阳相对交点的东用速度为1.0386°/日 日食季：最长为34.47日（17.9*2/1.0386=34.47），最短为30.62日 月食季：最长为22.92日，最短为19.26日,食季,日食季,概念：太阳位于食限内的时间。

月食季,最长食季：17.90×2÷59′＝36.4(日) 最短食季：15.90×2÷59′＝32.3(日),最长食季：11.90×2÷59′＝24.2(日),1个食季内最少有1次日食，也可能有2次,1个食季内最多有1次月食，也可能没有,,食季概念图示,,,,,,17.90,17.90×2,÷59′,＝36.4(日),一年中发生交食（日食和月食统称“交食”）的次数（与食限、食季和食年有关） 至少有两次日食，而无一次月食 最多发生七次交食 一年中有两个完整的食季和一个不完整的食季（可能发生5次日食和2次月食） 一年中有一个完整的食季和两个不完整的食季（可能发生4次日食和3次月食） 通常情况发生日月食各两次,见食次数,1食年＝346.42日 1历年＝365日,,,,,日月食周期 沙罗周期 与日月食相关的天文周期，如朔望月、交点月、交点年和近点月的共同周期 (最小公倍数)，称为沙罗周期； 沙罗周期长6 585.32日，合18年11.32日,日月食条件,,,,交点条件,,我国未来可见日食,,我国未来可见月食,,第十二节 海洋天文潮汐,潮汐现象,潮汐的周期性和复杂性,潮汐成因,太阳潮和太阴潮,,第十二节 海洋天文潮汐,潮汐现象 人们在沿海观察到的海水周期性的涨落现象，称为海洋潮汐。

习惯上把白天的涨潮现象称为“潮”，夜间的涨潮现象称为“汐”，合称“潮汐” 涨潮：海水前进上升 落潮：海水后退下降 涨潮和落潮周期是半太阴日（约12时25分） 潮位：海水在垂直方向上升降时的水位 高潮、低潮、平潮、停潮、潮差,一、潮汐现象,潮差：高潮和低潮的水位差； 大潮和小潮：潮差最大时和最小时的潮汐； 波和潮流：海面垂直升降和海水水平流动East China Normal University,潮汐现象,全球性海水的周期性涨落现象地球的潮汐变形——正球体变成长球体 太阳对地球的引力，整体上为地球绕转太阳提供向心力； 地球各部分受“差别吸引”，使它发生潮汐变形； 同理，月球的“差别吸引”，使地球在绕转月地共同质心中发生潮汐变形East China Normal University,图5-6（上）太阳的引力使地球不断地从它的惯性直线路径“落入”自己的轨道图5-7（下） 潮汐变形,East China Normal University,引潮力：在地球上引起潮汐的力，它是由于月球（或太阳）对地表各处的引力差异而产生的 引潮力=实际引力-平均引力 引潮力的分布 太阴潮与太阳潮,二、引潮力,潮汐成因,引潮力,概念 方向 大小,地球的潮汐变形,潮汐形成,,地球的自转使潮汐隆起和降落区并不固定于某一地区，从而形成地球上的潮汐现象。

实际引力、平均引力与引潮力,实际引力F,日月对地球各质点的引力,平均引力F0,日月对地心的引力,引潮力ｆ,,各地受到的实际引力与平均引力的差值,,图5-8 引潮力及其分布 细箭头为平均引力，粗箭头为实际引力，双线箭头为引潮力引潮力=实际引力– 平均引力正反垂点的引潮力最大正反垂点的ｆ方向是向上的 随着与垂点距离的增加，引潮力。