食分

更新时间:2024-05-28 20:09

食分,汉语词语,拼音是shí fēn,意思是日面直径被遮挡部分和太阳视直径的比值。

含义

【词语】:食分

【注音】:shí fēn

(以下摘引《现代汉语规范词典(外语教学与研究出版社 语文出版社)》)

【食分】shífēn [名]指日食时或月食时,太阳月亮被遮蔽的程度。以太阳或月亮的直径为单位来计算。

“食分”这样一个词,它是用来表示日月食的程度。对于日食而言,食分并不表示太阳圆面被遮掩的面积,而是表示日面直径的被遮部分与太阳直径的比值。以太阳的直径作为1,如果食分为0.5,这就表示太阳的直径被遮去了一半;如果食分为1,那就是太阳的整个圆面被遮住,那就是日全食。很显然,食分越大,日面被遮掩的程度就越大。日偏食、日环食的食分是小于1.0的,日全食的食分是大于等于1.0。

日全食五个阶段

日全食的全过程包括5个阶段。

初亏:当月面的东边缘刚接触太阳圆面的瞬前,即月面的东边缘与日面的西边缘外切的时刻,称为初亏,这是日食的开始。

食既:当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时,称为食既,此时整个太阳圆面被遮住,是日全食的开始。食既时可以看到贝利珠现象。这是由于月亮上的环形山谷刚好使阳光透过的缘故。

食甚:月面中心移到日面中心最近的时刻,叫做食甚。食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻。

生光:月面的西边缘与日面的西边缘内切的时刻,叫做生光。生光是日全食的结束。

复圆:月面西边缘与太阳东边缘相接触的时刻,叫做复圆。从这时起,月亮完全离开太阳,日食结束。

日环食的全过程同样包括以上5个阶段。而对日偏食来说,月面和日面只在日食开始和结束时各外切一次,因此只有初亏,食甚和复圆3个阶段。

日食的计算

中国古代的日食食分算法自北魏张龙祥《正光历》(公元523 -565年)始有设计,此后成为诸历交食计算中的重要组成部分。这里必须说一下日食食差,‘日食三差”算法是我国古代历法日食理论中一个非常重要的算法,这三差包括时差、气差、刻差,合称日食三差。其中时差是因月亮视差引起的对日食食甚时刻的修正值;气差和刻差,合称食差,是因月亮视差引起的对日食食甚时刻月亮到黄白交点距离的修正值。我国古代日食食分算法的基本思路就是:先设计相应的算法求出食差,用求得的结果修正实月亮到实黄白交点的度距,求出视月亮到视黄白交点的度距,然后以视月亮到视黄白交点的度距构造日食食分算法。因此可以说,我国古代日食食分算法的核心就是食差算法。

先介绍《正光历》的日食食分算法,我国古代的日食食分算法始于北魏张龙祥所造的《正光历》,《魏书卷一百七·志第八》

推蚀分多少术曰:置入交限十五度,以朔望去交日数减之,余则蚀分。

按太阳在黄道上日行一度,《正光历》实际上给出了如下的食分算法:

食分=15一去交度数

这是我国古代历法中出现的第一例日食食分算法,也是我国古代日食食分算法最基本的形式。

按《正光历》取日食不偏食限为15度,且将日面视直径等分为15分,上面的公式和下面的是等价的

食分=(15 – 去交度数)/15 * 15,看看他的天文意义

O为黄白交点,C交食时月面中心,D为推导用的虚拟月亮,A为交食时太阳中心, B是推导用的虚拟太阳,E和G,F和H,C和K分别为三组等黄纬点。

根据食分的定义有食分=EF/2BH,我国历法中推导日食认为太阳和月亮的视直径基本相等,所以有食分=(约等于) EF/BD。又由于AC=BK,EF=HG,AC+EF=BD,可得DK=EF,又有三角DCK和三角DOB相似,故下面的公式成立 DK/BD=CK/OB=CD/OD,也就是EF/BD=(OB-OA)/OB=(OD-OC)/OD=(BD-BK)/BD,分析(OB-OA)/OB,其中OA是食甚时刻太阳到黄白交点的度距,OB是刚好要发生日食状态下太阳到黄白交点的度距,前面说了《正光历》取日食不偏食限为15度,因此(OB-OA)/OB=(15-OA)/15=(15-去交度数)/15,《正光历》将日面视直径等分为15分,那么食分就可表示为(15-去交度数)/15 * 15 = 15-去交度数,这就是正光历推食分的公式的由来。

依现代天文理论食分= EF/BD,我国的古代历法则将食分则定义为食分= EF/BD*太阳视直径的总分。显然,两种食分定义虽在形式上有差异,但本质却完全一样。

影响因素

日食时

虽然太阳的实际角直径约为1,392,000公里,而月球则约为3,500公里,相差近400倍。但由于太阳距离地球平均约149,600,000公里,而月球则平均约380,000,相差近400倍。根据这个情况,在地球上看到的太阳与月球的大小几乎相等,但由于轨道并非正圆形,因此会有些少差异。另外,在地球上每个地区看到的日食情况各有不同,视乎本影及半影在各区的分布。 受到以上原因的影响,每次日食都会出现不同的情况。

月食时

月食与日食不相同。日食是指太阳被月球遮盖而出现的情况,因此地球看到日食。而月食则指月球被地球所遮盖而出现的情况,月球部分地区没被太阳完全照射,因此地球看到月食。月食并没有所谓月环食,这是由于月食时,地球的本影必然比月球大。另外,在不同地区看到的月食情况都是相同的(不包括天气、角度位置)。

日食和月食的重叠

网传“2012.12.24.将会出现历史以来最为罕见的九星连珠,届时,日食、月食将会重合在一起”,这明显是谣言。日食只能发生在农历初一前后,月食只能发生在农历十五前后,根本不可能“重叠发生”。当然,日食和月食的发生时间经常会间隔半个月左右,但是这个现象很常见,大家查查日食和月食发生时刻表就知道了,也不可能会带来什么灾难。至于九星连珠什么的就更是无稽之谈了,就算真的发生了,即使是十几颗行星(算上齐娜、谷神星等等N颗矮行星)排成“葫芦窜”,对地球也基本上没有影响。如果觉得十几颗行星还不够,那么再加上几十万颗小行星和N颗奥尔特云的彗星,就算上百万颗太阳系天体全都串成葫芦窜,也不会对地球造成什么影响,这点你可以用高中物理课本里的万有引力公式自己去计算。而且九星连珠发生的概率很小很小,想遇到“葫芦窜”,除非大家去吃人参果。大家也可以上网查一下或用Starry Night Pro Plus 6等软件模拟一下也能知道至少近几十年是不会发生九星连珠的。

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