月食為什麼有時只是變暗,有時卻缺了一大塊?
讓月球真正走過半影與本影,看看哪條邊界被碰到。
地球的影子有不同區域。月亮只是擦過半影時,變化可能難以察覺;進入本影才會明顯缺損。這裡按每次滿月的計算參數畫地影截面,月球的位置和接觸時刻來自同一模型。
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先猜一下
月亮進入地球半影時,一定會像本影食那樣明顯缺一塊嗎?
查看答案與解釋
不一定,可能只是微弱變暗 — 半影遮光較弱,許多半影月食很難直接察覺。
再把體驗和科學連結起來
滿月也需要接近交點
月亮在地球背向太陽的一側,不代表一定進入地影。軌道傾角會讓多數滿月從地影旁經過。
滿月k為整數加0.5
先分半影和本影
進入半影可能只有很弱的變暗;進入本影才有本影偏食;整個月面進入本影則為月全食。
食分由γ、u與月球直徑計算
讓月球橫過影子
拖曳“距食甚多少分鐘”,月球以本章近似速度穿過陰影截面。畫面的半徑與接觸時間用同一套幾何。
n=0.5458+0.0400cos M′
從幾何求接觸時刻
半影、本影與全食各自有半持續時間。不存在的階段不偽造接觸時刻,結果仍是TT。
接觸 = 食甚 ± 半持續時間
先選滿月k,求γ與u及半影/本影食分,再求各類半持續時間。接觸時刻以食甚為中心加減;某類食不存在時,不應對負的根號項強行求時長。
試一試
比較1973年的半影月食與1997年的月全食,拖曳時間觀察進入哪一層陰影。灰色只表示陰影分區,不模擬真實月面顏色。
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符號不用背
- 半影/本影
- 部分遮住太陽/完全遮住太陽的區域
- γ
- 月心離地影軸的最小距離,單位地球赤道半徑
- n
- 截面上的近似運動速度
- 食分
- 徑向侵入程度,不是面積覆蓋率
演算法、精確度與適用範圍
實現54.3/54.4、半影/本影半徑、全食與偏食/半影半持續時間和相應TT接觸時刻。月食獨立以半影食分判存在,不復用日食的1.5433+u門檻;本地AA+ CalculateLunar沿用太陽門檻會漏掉極邊緣半影案例,因此相應差異應按原書判定。使用法國規則而非將所有影半徑加1/50;近似影為圓,未做真實地影扁率與顏色模型。候選k輸入整數後內部加0.5,格式化為滿月日期;無食時不顯示偽食甚。
我的理解檢查
月全食需要什麼條件?
整個月球圓盤進入本影 — 本影全部包住圓盤才有全食階段。
當不存在全食階段時,全食接觸時間應如何顯示?
顯示不存在 — 不能把不存在的接觸偽造成有發生。
這裡顯示的食甚和接觸時間使用?
TT — 轉UT1或UTC需要相應時間尺度訊息,顯示不自動變為當地時間。
月食的階段來自月球碰到了哪一層陰影;用同一套幾何,才能把畫面和接觸時刻對應起來。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 54 章