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月亮每月經過太陽方向,為什麼不是每個月都有日食?

看月影有沒有碰到地球,而不是只看「今天是不是新月」。

月亮與日月食

新月時月球大致在太陽與地球之間,但它往往從太陽方向的上方或下方經過。只有幾何條件合適時,影子才會碰到地球。這裡以原書近似演算法計算每次候選新月,而不是畫一個固定遮蔽動畫。

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先猜一下

新月必然會發生日食嗎?

查看答案與解釋

不必然,還要靠近軌道交點 — 月球軌道傾斜,多數新月的影子不會碰到地球。

再把體驗和科學連結起來

新月不等於每個月都有日食

月球軌道有傾角,只有接近交點的新月才可能讓月影碰到地球。先用F作篩選,再計算影軸距離。

|sin F|>0.36 → 本演算法判無食

影子有沒有碰到地球?

圖是垂直影軸、穿過地心的基本平面。 γ表示影軸離地心多遠,半影邊緣能否碰到地球決定是否有食。

|γ| ≤ 1.5433+u

再區分偏食、全食、環食與全環食

影軸穿過地球時是中心食;核心影錐的大小和符號幫助判別全食或環食。邊緣極區也可能有非中心全食/環食。

中心判據 |γ|<0.9972;類型結合u判斷

時刻是全地球的整體食甚

這不是你所在城市的開始與結束時間。當地食路徑必須另用Besselian根數等方法,本章不提供那些資料。

平均朔 + 食專用週期修正 → JDE食甚

先作F篩選,再以γ、u區分有無食、中心性和類型,最後求全球食甚。篩選式透過只表示需要繼續計算,不表示任意地點都能看到日食。

試一試

先看1993年日偏食與2009年日全食,再挪動一次朔月,觀察影軸為何可能錯開。日期用TT,不是當地預報。

動手看一遍 →

符號不用背

k
整數候選新月編號
γ
月影軸距地心的距離,地球赤道半徑為單位
u
基本平面上的核心影錐參數
食分
被遮蔽的直徑比例,並非面積比例

演算法、精確度與適用範圍

依第54章完整F篩選、54.1時刻修正、P/Q/W、γ/u與中心/非中心、全/環/全環/偏食判別及偏食最大食分。均朔基準復用moon-phase-times.truePhase(k).mean,不以真朔時刻取代食甚。非中心核心影觸及情況下以原書分支區分全食/環食,不在|γ|>1時把中心食的sqrt(1−γ²)外推。模型1951–2050食甚典型誤差分鐘量級,控制擴展到約1900–2100只作教學,不宣傳精密預測。圖的基本平面是日食幾何剖面,不能讀取地表路徑或城市場景。

我的理解檢查

圖中的γ量什麼?

影軸到地心的最小距離 — 單位為地球赤道半徑,不是當地觀測距離。

演算法顯示日全食,就表示世界各地都能看全食嗎?

不是,只是事件總體類型 — 能看到全食的地方通常只在很窄的區域內。

本課能直接給出你家附近的精確日食路徑嗎?

不能,需要地方食算法和根數 — 原書第54章明確不計算地方日食情形。

日食要看影子是否真正碰到地球;全球事件類型,不能直接當作你家門口的景象。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 54 章

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