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從地球的北方向下看,地球沿逆時鐘方向自轉,導致了恆星(太陽)的東昇西降,也稱為是周日運動diurnal motion)。在長時間曝光的影像裡,恆星會畫出弧狀的星流跡。

   

 

為什麼夜空中星斗會流轉?

    從星流跡攝影很容易就能看出來,夜空中的天體會東昇西落,我們稱這種現象為恆星的周日運動 (diurnal motion)。嚴格來說,天體並不會東昇西落,恆星和其他天體的周日運動只是人類的錯覺而已。因為地球對人類來說實在是很龐大,以至於我們感受不到地球的自轉和公轉。

 

 

 

地球的公轉運動

 

    地球自轉和公轉的軌道面夾23.5度,因此地球的公轉運動,也造成地球的四季變化。太陽直射赤道地區時,正值北半球的春季或秋季。直射北半球時,北半球是夏季,南半球是冬季。斜射北半球時,北半球是冬季,而受陽光直射的南半球反而是夏季。

太陽的周年視運動

 

    從地球的觀點,視覺上太陽在背景群星之中向東移動,每日約前進一度,大約365天繞一圈。太陽的視運動的軌道稱為黃道。由於太陽的周年視運動是起因於地球的公轉,因此地球公轉的軌道面和黃道面重疊。

 文字方塊: 由於地軸和軌道面夾23.5度角,造成在不同的季節時,陽光照射地球的角度不同。同理,太陽周日運動的路徑也有變化。對北半球來說,冬季時,太陽偏南,日出位置偏東南,以較低的仰角掠過天空,日落位置偏西南。春季和秋季,太陽幾乎從正東昇起,從正西落下。夏季時,太陽的視仰角很大,偏東北昇起,落日位置偏西北。
 

 

四季星空為什麼會不一樣?

    因為地球自轉同時也繞太陽公轉,地球每天在軌道上約前進1,以致恆星太約每天提前4分鐘昇起。經過一 年之後,在同一地點又看到相同的星空,這是恆星的周年視運動。經過十五天後,恆星已經提前一小時昇起。

一天正好是 24 小時 ?

    因為地球除了自轉外,還有繞行太陽公轉的現象,那麼由地球自轉定出的「一天」是不是正好 24小時?答案是否定的。因為地球依循右手表示方式約365.25 天繞行太陽一圈,當地球自轉一圈的時間,它在公轉軌道上也約走了1度,所以一天約略少於24小時!一天約略為23小時56分鐘。

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 日蝕與月蝕

日蝕:

每當月球運行至地球與太陽之間,三個天體連成一線時,日蝕便會發生。

日蝕可分為三類:

                             

日全蝕:大約每一年半就在世界的某個地方發生一次日全蝕。當發生日蝕時﹐月球正運行在地球和太陽中間﹐月球橢圓形的影子投影到地球表面。由於地球和月球都在運動﹐所以月球的影子以很快的速度掃過地球表面。在投影掃過的區域內﹐人們就可以看到日全蝕。掃過的這片長條形區域成為全蝕帶。由於全蝕帶很窄﹐一般僅有200公里左右﹐所以對於在地球上某一特定區域的人們來說﹐要約300年才能見到一次日全蝕。

                                    

日環蝕:當月球運行至較近地球的軌道時,月面看起來要比太陽面小些。如果這時發生日蝕,月球無法覆蓋整個太陽,在太陽的邊緣會餘留一圈亮邊。這稱為環蝕。

日偏蝕:當太陽、月球和地球三個的軌道接近一直線,但又未能成一直線產生日全蝕,日偏蝕便會發生。

日蝕的過程 :當月球、地球與太陽三個天體連成一線時,日蝕便會發生。月球阻擋了太陽光,在地球上造成陰影,使某些地區不能接受到部份或全部陽光。至於觀測者看到太陽給遮蓋了多小,則要視乎他們身處的地方相對月球陰影的位置。如觀測者在半影區內,他們會看到日偏蝕,而身處本影區的人則會看到日全蝕。在全蝕期間﹐人們就可以看到太陽的外層大氣。這層大氣稱為日冕﹐顏色象白色的珍珠﹐有纖維狀的羽毛似的特征物。難怪古埃及人把太陽看做是有翼的。有可能是他們在觀察了日全蝕後來這樣推測的。

某些時候,月球距離地球較遠,它的本影不能抵達地球,即月亮不能完全把太陽遮蓋。在這個情況下,身處本影投射區的人在最大掩蝕的階段仍會看到一圈太陽的光環,這便是日環蝕,而位處半影區的觀測者則會看到日偏蝕。

 日蝕的開始是默默無聞的。在太陽的西邊緣,由月影產生一個小小的缺口,這意味著月球已開始侵佔太陽表面了。這個小缺口在逐漸增大,直到約一個半小時後,太陽的表面幾乎完全被侵佔﹐只剩一條娥眉月形的亮帶。以上構成了日蝕的偏蝕階段。接下來直到全蝕發生的幾分鐘是很壯觀的﹕氣溫驟然下降﹑天空變暗﹑群星浮現﹑一團淡黃色的薄霧籠罩著遠方的地平線。鳥兒們由於突然來臨的黑暗而不知所措﹐四處亂躥尋找著自己的家。一切都好象在剎那間肅靜了下來。當窄窄的彎月行的光邊穿過月面上粗糙不平的谷地時﹐就變成一系列的小珠子。

觀日蝕需知:

    日蝕的觀測方法有多種。直接用肉眼觀測是很危險的。在每次日蝕的時候﹐總有些人因用肉眼直接觀測而使視網膜受損。人的晶壯體象凸透鏡一樣把陽光聚焦在視網膜上。當直視太陽時﹐會燒傷視網膜﹐損傷視力﹐嚴重者可導致失明。在偏蝕階段﹐你可以用望遠鏡投影的方法來觀看。小孔成象法﹑在臉盆里放稀釋的墨水法也可以觀看。最普通的方法是用熏黑的玻璃﹐磁盤盤芯﹐照相底片或焊工的防護玻璃。

月食:

                        

    當全蝕發生時﹐你就可以用肉眼直接觀看了。這時太陽的光亮已降低到滿月的程度。月球像個黑盤子擋住了太陽的光球。唯一可見的是太陽的日冕﹐一個非常漂亮的太陽外層大氣。

月蝕的發生又因為有進入地球本影或半影的區別,而有不同的種類:

月全食:月亮全部進入地球本影之中

月偏食:月亮只有一部份進入地球本影,其餘在半影

                            

當地球運行到太陽和月球之間的時候,會擋住射向月球的太陽光,使得部份或全部的月球被地球的陰影遮住,這個現象在天文學上就稱為月蝕。

月蝕發生的次數比日蝕多,而月蝕從開始到結束需要2~3個小左右的時間,地球上只要看得到月球的地方,都可以看得到月食發生的情形,因此看到月食的機會比日蝕為多。

 月食過程:

    

    當月球跑到地球的陰影裡面,使得全部 (月全蝕) 或部分 (月偏蝕) 月球無法直接反射陽光的現象。月蝕的時間都發生在農曆十六日前後的滿月(望)時期。月蝕還是看得見月亮,只是月亮變成暗紅色而已。那是因為太陽光經過地球大氣層時,產生折射,光線中包含有七種的光色素,其中六種色光都被大氣層中的塵埃和水分子吸收,只有波長較長的紅光可以穿透大氣層,並折射到月球表面,而使月球呈現紅色。

    月蝕的發生,是地球運行到月球和太陽的中間。地球擋住射向月球的太陽光,使得部份或全部的月球被地球的陰影遮住,這個現象在天文學上就稱為月蝕。可是,並不是每月的望都看到月蝕的。這是因為月球繞地球的軌道與黃道面並不重合,而是傾斜約5°左右,所以不會每逢望就發生月蝕。

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