为什么要研究日月食?
准确确定日全食的起止时间和日月相对位置,可以更准确地研究地球和月球的相对大小、形状、运动和轨道。检查月球和地球的轨道在几千年间是否发生了变化。
日全食是研究色球层和日珥的好机会。只有在日全食期间,才能获得更多的色球光谱,从而为研究色球中的物理条件和化学成分提供依据。1868日全食时,在日珥光谱中发现了一条明亮的黄线,这在当时地球上已知的元素中是没有的。过了好几年才在地球上发现这种元素的光谱,是氦。这是研究日全食的科学意义中最生动的例子之一。
日全食也是研究日冕的好机会。比如我们可以研究日冕的形状及其变化,日冕中的凝结面积,日冕的旋转速度,日冕的组成等等。
通过观测日全食,可以研究太阳光球层的“临边变暗”规律。理论和实践都证明,温度由内向外逐渐降低的高温气体球,必然会出现“临边变暗”现象。换句话说,它的视圆中心最亮,越靠近边缘越暗。太阳的临边变暗现象早就被发现了。太阳轮的中心最亮,越靠近边缘越暗。如果我们掌握了临边暗化定律,我们就可以计算物理条件(温度、压力、电子密度等。)依次在太阳光球层。日全食时,月亮从中心到边缘依次遮挡太阳的各个部分,为研究临边变暗现象提供了方便。虽然日环食不如日全食,但仍是研究临边变暗的有利条件。
通过观测日全食,便于研究太阳表面的局部区域。比如,在月球遮挡太阳的过程中,我们发现太阳某个局部区域被遮挡前后,来自太阳的无线电波(称为太阳射电)的总强度已经明显减弱,那么这个区域一定是发射无线电波的强大“源”,在太阳上被称为“射电源”。从我们接收到的射电强度的变化,可以反过来推算出射电源的情况。这项研究工作也可以在日偏食和日环食期间进行。
"引力会使光偏转吗?"这个问题很有研究价值。20世纪初,爱因斯坦根据他的广义相对论(一种关于引力的物理理论),预言星光经过太阳时会因太阳引力而发生偏转,偏转的方向更靠近太阳,星光方向的变化为1弧秒。通常情况下,由于太阳光的照射,我们看不到太阳附近的星星,因此无法测量星光是否偏转。日全食时,天空一片漆黑,离太阳很近的星星出现,所以可以测量。自20世纪以来,许多日全食被用于测量。因为这种测量非常困难和精确,所以每次测量的结果往往不同,有时甚至差很多。但基本可以肯定的是,当星光经过太阳附近时,确实会向太阳方向偏转,偏转值大于原来的测量值(约2秒)。这个问题很复杂,以后还需要做更多的研究。
此外,日全食还有利于发现新的靠近太阳的行星和彗星。日全食对各种地球物理现象的影响现在也很受重视:研究日全食时地磁和地电的变化;对比夜间极光研究白天极光;研究日全食期间的电离层和短波通信具有重要的现实意义。日全食和气象学的关系也值得注意。比如有时候就在日全食前云层部分消散,然后在日全食后又出现,比如6月1966165438+10月12巴西和巴拉圭的日全食。历史上出现过几次类似的情况,有人认为这与日全食的降温作用有关。但是日全食发生的时候是阴天,导致观测者空手而归,这种情况也发生过很多次。
最后,日全食期间对生物的生态观测也是一件丰富多彩、生动有趣的事情。
观测和研究月食也有很大的科学价值,可以推断出月球轨道的体积、视差和准确位置。测量不同月食时刻月球表面的辐射热分布;通过观测月食时铜红色的月球表面,拍摄光谱来研究地球大气的成分等等。
古代的日食和月食记录也有其实际应用价值。比如我们可以根据现在地球的自转来推算历史上应该发生日月食的时间和地点。这样算出来的结果,往往和古代记载的有时间、地点上的不同。根据这个差异,我们可以计算出地球自转的变化,证明地球自转在逐渐变慢。