[科普中國]-說好的最美“金邊日環(huán)食” 為什么我看到的卻是日偏食？

這幾天，你可能已經看到過這樣的消息：

本周日14時至17時本世紀最美“金邊日環(huán)食”上演

十年一遇 6月21日超級日環(huán)食將至

2020年最期待的日環(huán)食來了

……看到這里，你第一反應是不是，“糟糕！來不及買日食眼鏡了！”

日食應該怎么看，日食眼鏡是不是必需品？哪些地方是最好的觀測區(qū)域，你所在的地方能看到嗎？還有最重要的，這次日環(huán)食到底有何魔力，被冠以十年一遇、金邊日環(huán)食，令無數天文愛好者不顧一切的千里追日？我會在下面的內容里嘗試回答這些問題。

日食，源于大自然奇妙的巧合

日食之所以能夠發(fā)生，其實源于一個大自然的巧合，我們都知道太陽和月亮，不論是實際大小還是距離地球遠近，都差異巨大。但無巧不成書，太陽直徑是月球的400倍，而月球又比太陽距離地球近400倍，所以在地球上，月球和太陽的大小看起來差不太多。正是由于這兩個400倍的巧合，再加上三個天體軌道平面相近，才使得日月食發(fā)生成為可能。

日食的成因大家基本都已經知道，當月球運行到地球和太陽之間，三者近似成一條直線時，太陽射向地球的光芒會被月球遮擋，就形成了日食?？梢哉f，在地球上看到的日食，其實是月球的影子在作怪。根據月球遮擋太陽大小和位置的不同，也就是地面觀測者處于月球不同的影子處，日食可以被分為日偏食、日環(huán)食和日全食。

三種日食成因示意圖，其中ABC分別代表日全食、日環(huán)食和日偏食 （來源：維基百科）

在半影區(qū)的人們，能看到被月球圓面遮擋后的部分太陽，欣賞到的是日偏食的樣子。假若地球上的某個地方恰巧落在月球本影區(qū)，那里的人們將會非常幸運的看到日全食的盛況。而如果地球距離月球位置稍遠點，落在月球偽本影區(qū)，月球圓面不足以完全遮住整個太陽，而是會露出太陽邊緣的一圈環(huán)狀區(qū)域，猶如一枚金色的戒指，人們看到的便是日環(huán)食。

從日偏食到日環(huán)食過程 (來源：Brocken Inaglory)

6月21日的這次日環(huán)食，月球遮擋太陽的區(qū)域很大，幾乎把整個太陽遮擋住，只留下周圍很小的一圈日光可以透過，所以看到的環(huán)要纖細許多，就被冠以了**“金邊日食”**的名稱。

雖然是最美“金邊日環(huán)食”，但大多數人看到的，更可能是日偏食

當日食發(fā)生時，隨著三個天體之間的相互運動，月球影子在地球上也會自西向東掃過一片區(qū)域。地球上能夠處于月球偽本影區(qū)的地方，就是我們所謂的環(huán)食帶，位于環(huán)食帶的人們便可以在特定的時間看到短暫的日環(huán)食。

對于這次的日環(huán)食，環(huán)食帶從我國西部西藏地區(qū)開始，寬度只有20公里左右，往東經過四川、貴州、湖南、江西、福建和臺灣等地時，寬度也不會超過50公里。

6月21日日環(huán)食中國見食圖 其中紅色線內是環(huán)食帶 中國其他任意地區(qū)均可見日偏食 （來源：紫金山天文臺）

也就是說，在我國只有上述省份中的少部分地區(qū)，可以目睹“金邊日環(huán)”的勝景，這狹長的環(huán)食帶相較于960萬平方公里的廣袤國土而言，絕對稱得上是“天選之地”了。

如果你想看自己所在的位置是否有幸被“選中”成為環(huán)食帶上的幸運兒，可以登陸這個網站，在地圖中查看。

https://nadc.china-vo.org/eclipse/

也已經有網站總結出了部分幸運城市日環(huán)食的基本信息：

表1（來源于 https://interesting-sky.china-vo.org/）

但是，即便是在這些天選之地，看到日環(huán)食的持續(xù)時間（食延）也僅有不到1分鐘。其他的絕大多數時間段內，欣賞到的則是日偏食。**所以我們一直說的金邊日食，其實只在少數地區(qū)“閃現(xiàn)”幾十秒的時間，從這一角度而言，這次的“金邊日環(huán)食”無疑是罕見的。**這也就不難理解，為何天文發(fā)燒友們會背著沉重的裝備，不遠千里追日了。

我國其他地區(qū)的朋友們也不必太過遺憾，雖然看不到金邊日環(huán)食，但都能夠欣賞不同遮擋程度的日偏食，大體上來說是地理位置越靠南，看到的日偏食最大時太陽被月球“啃”掉的就越多（全國主要城市日食基本信息參見表2）。

表2(來源于 https://interesting-sky.china-vo.org/)

不過，不論是看何種日食，最基本的一點是你得能先看到太陽，也就是天氣條件不能太差，即使是天選之地，遇上陰天下雨的話，也只能想象“云上”的金邊日環(huán)了。因此我們常常開玩笑說，天文這個職業(yè)跟農民伯伯一樣，也是靠天吃飯。天氣晴好時，我們能夠看到太陽，才有可能觀測到日食。所以能不能看到“金邊日環(huán)”或者日偏食，除了地理位置外，還得看老天爺的“臉色”。

去不了環(huán)食帶？沒有日食眼鏡？小孔成像or云觀日食，總有一款適合你

日食到底如何觀測呢？

首先必須強調的是，千萬不要裸眼直接看！更不能為了看清太陽被月球“咬”的細節(jié)而用望遠鏡直接觀看。不加任何防護直接看太陽，會灼傷眼睛。

而日常的墨鏡、包括黑膠片、廢棄的X光片、甚至是熏黑的玻璃片這種土方法，也不推薦用來看日食，畢竟這些對太陽光的削減程度有限，不能對我們的眼睛做到很好的保護。

**一般最常用的日食觀測工具是貼有巴德膜的日食眼鏡。**巴德膜是德國Baader Planetarium公司發(fā)明的一種鍍了金屬的樹脂膜，看起來有點像我們廚房里用的鋁箔紙，特殊的材料可以將太陽光消減十萬倍，能夠較好的滿足觀測太陽時的安全性，但同樣建議每隔幾分鐘就休息一下眼睛。

日食眼鏡和巴德膜（圖片自制）

或許你無法在短時間內買到日食眼鏡，那我給大家推薦一種間接看日食的方式。不僅安全，而且充滿趣味。

那就是利用小孔成像法觀測。

小孔成像原理初中物理就學過。我們可以拿針在硬紙板上扎孔，組成各種圖案或者文字，放在陽光下，將倒立的日食影像投影到地面、人的身上等位置。其實身邊還有很多現(xiàn)成的小孔可供選擇，譬如樹葉之間的縫隙就是自然的小孔，雙手較差指縫之間的縫隙同樣可行，而家中的漏勺、蒸鍋篦子也可以拿出來嘗試，在陽光下烹飪出一個個可愛的“日牙餅”。

漏勺下的日偏食（來源：李會超）

而且網絡時代，讓大家的選擇變得更多了。這次日環(huán)食，就有多個專業(yè)天文機構，兵分多路前往不同地區(qū)進行直播，所以坐在家里“云上”觀日食，既可以避免天氣因素造成的不確定性，又能確保安全性，在專業(yè)設備的精彩呈現(xiàn)和專家細致講解下，欣賞美麗的日環(huán)食。

最后需要說的是，雖然日食每年都會發(fā)生2-5次，但能夠觀測到的地點卻可能在地球的任意位置，根據計算，下一次在我國境內能夠看到日環(huán)食，要等到2030年的6月1日。難怪大家紛紛說，這次日環(huán)食是“十年一遇”！確實是十年之后才可以再次被眷顧，所以，珍惜這次機會，好好享受6月21日的日環(huán)食盛宴吧。