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日食观测的科学意义

2009-07-142009中国日全食网本文被阅读过4331次[推荐][打印][保存][大字体][中字体][小字体]

  日食是一种罕见的天象,特别是日全食,对某一个地区而言,要看到一次日全食的奇异壮观景象很不容易,平均要二三百年才有一次这样的机会。自古以来,日食就吸引着人们的注意,许多国家很早就开始对日食进行长期的观测,我国还保存有世界上最古老、最系统的日食记录。但是由于科学水平的限制,在中世纪以前还谈不上对日食进行科学的研究。直到16世纪中叶,由于天文学和其他学科的发展,人们对日食的观测研究才得到不断的发展和提高。

  日食,特别是日全食,是人们认识太阳的极好机会。我们平时所见到的太阳只不过是它的光球部分,光球外面的太阳大气的两个重要的层次——色球层和日冕,都淹没在光球的明亮光辉之中。色球层是太阳大气中的中层,它是在光球之上厚约2000千米的一层;在太阳外面,还包围着温度极高(达百万摄氏度)但却十分稀薄的等离子体,延伸的范围比太阳本身还大好几倍,这叫做日冕。日冕的光度只有太阳本身的百万分之一,平常它完全隐藏在地球大气散射光造成的蓝色天幕里。日全食时,月亮挡住了太阳的光球圆面,在漆黑的天空背景上,相继显现出红色的色球和银白色的日冕,科学工作者可以在这一特定的时机、特定的条件下,观测色球和日冕,并拍摄色球、日冕的照片和光谱图,从而研究有关太阳的物理状态和化学组成。例如在1868年8月18日的日全食观测中,法国的天文学家让桑拍摄了日饵的光谱,发现了一种新的元素“氦”,这个元素一直在过了20多年之后,才由英国的化学家雷姆素在地球上找到。

  日食可以为研究太阳和地球的关系提供良好的机会。太阳和地球有着极为密切的关系。当太阳上产生强烈的活动时,它所发出的远紫外线、X 射线、微粒辐射等都会增强,能使地球的磁场、电离层发生扰动,并产生一系列的地球物理效应,如磁暴、极光扰动、短波通讯中断等。在日全食时,由于月亮逐渐遮掩日面上的各种辐射源,从而引起各种地球物理现象发生变化,因此日全食时进行各种有关的地球物理效应的观测和研究具有一定的实际意义,并且已成为日全食观察研究中的重要内容之一。

  观测和研究日全食,还有助于研究有关天文、物理方面的许多课题,利用日全食的机会,可以寻找近日星和水星轨道以内的行星;可以测定星光从太阳附近通过时的弯曲,从而检验广义相对论,可以研究引力的性质等等。

  此外,日食对研究日食发生时的气象变化、生物反应等都有一定的意义。

  正是由于日食时可以取得平时无法得到的观测资料,对日食的观测研究不仅有助于进行太阳物理本身的研究,还有利于进行日地空间和地球物理学等学科的研究。因此,日全食观测已越来越引起许多科学部门的兴趣和重视。每次日全食发生时,都有一些国家组织专门的观测队伍,不辞辛劳,长途跋涉,奔赴日全食带现场进行各个学科的观测研究,以期得到宝贵的资料。(TWG)

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