要比拼观看日食的热情和毅力 还得说是咱科学家( 二 )
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图8：美国超级日全食的环食和全食带地图
【 要比拼观看日食的热情和毅力 还得说是咱科学家】
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图9：不同地区在8月21日的天气情况
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图10：从不同地区到全食带观测地点的驾车时间
天狗食日之形成原理
中国史书上称“日有食之，不尽如钩”，日食的本意就是太阳被吃掉了，所以民间才将其称之为天狗食日。
从科学的角度来讲，日食是地球、月亮和太阳之间处于特殊位置关系时，形成的奇妙自然现象。
当月亮运行到地球与太阳中间时，如果三者正好或接近一条直线，光线在月球背后形成的影子将落到地球上，就产生了日食。
月球的影子有本影、半影和伪本影三种，观测者处于本影范围内可看到日全食，在半影范围内只能看到日偏食，而当月球距地球较远、形成伪本影时，影区范围内仅可看到日环食。
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图11：日食（日全食、日环食和日偏食）形成的原理
产生日食现象与天体运动的神秘巧合有关，太阳的直径约为月亮的400倍，而日地距离约为地月距离的400倍，这就意味着，三者在一条直线上且月亮处于中间的时候，月亮的视直径与太阳的视直径刚好相等。
除此之外，发生日食还需满足两个条件：
（1）日食一定发生在朔日（农历初一），但不是所有朔日必定发生日食；
（2）太阳和月亮都移动到白道（月亮运行的轨道）和黄道（太阳运行的轨道）的交点附近。
平均来讲，日全食大约1.5年就会发生一次，但能被人亲眼观测到的日全食是极为罕见的。
据科学家的计算，如果一个人在地球表面上某个位置上固定不动，平均需要400多年才能看到一次日全食。
一次完整的日食过程一般包括5个阶段：初亏、食既、食甚、生光和复圆。
初亏是指，月亮圆面刚刚接触到太阳圆面的瞬间（即两者在视觉上第一次相切），这是日食开始的时刻。
由于月亮表面有许多岖崎不平的山峰，当日面的最后一丝光芒消失之时，月亮圆面与太阳圆面第二次相切，这些山峰就会表现为著名的贝利珠现象，这是日全食开始的时刻。
当月亮圆面继续移动，且月亮中心与太阳中心距离最近之时，此时为日食阶段的中心阶段（表现为天空最暗），这就是食甚。
月亮圆面继续移动，当两者出现第三次相切的时候，即为生光阶段，这将标志着日全食阶段结束，再次出现偏食。
随着月亮圆面的移动，当月亮与太阳第四次相切的时候，整个日食过程结束，这一瞬间称之为复圆。
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图12： 一次完整的日食演化过程
根据太阳、月亮和地球的运行轨迹，科学家绘制了2001年至2025年间的日全食和日偏食在全球的发生地点。
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图13：2001-2025年间的日全食和日偏食在全球的分布情况
（黄色：日全食；橘色：日偏食）
这次美国日全食发生后，很多人关心，下一次日全食什么时候发生，中国什么时候能观测到日全食。
早在古巴比伦时期，人们就注意到每一次日全食经过18年11天之后就会再次出现，这个周期称之为沙罗周期，而每一个沙罗食周看上去都与上一次的日全食现象极为类似。
不过，由于地球在两个周期之间多转了1/3圈，导致日全食发生的地点总是比上一次向西转动了1/3个地球。
根据上图和我们所获得的信息，可以得出：
离现在最近的一次日全食，将发生在2019年7月2日的智利和阿根廷；
2020年夏至日，在我国境内将会发生日环食现象（遮挡率高达94%）；
2034年，在我国境内将会发生日全食现象，不过全食带只穿过西藏西北部的无人区；
2035年，此次北美日全食的轮回将发生在包括北京在内的我国众多地方。
天狗食日之科学价值
日全食现象除了对感官的震撼是无与伦比的，对物理学的发展也是极具科学价值的。
在日全食期间，全食带内的空间环境都会发生变化，热辐射和电磁辐射在不同大气高度上出现不同程度的波动，科学家们可以通过日食来研究不同的天文和空间现象，例如可以用来研究日冕现象和地球电离层。
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