欣赏“日环食”之前，你需要知道这些知识

本文来自微信公众号：腾讯太空（ID：qqtaikong），作者乔辉，题图来自视觉中国

今天（6月21日）有点特别，是父亲节，又是夏至日，天空还上演“日环食”天文景象。

本次日环食，月球的影子首先从非洲开始登陆地球表面，并先后穿过阿拉伯半岛、巴基斯坦、印度等国之后进入我国。进入我国的时间大约是北京时间下午13点左右，最后从太平洋海域离开地球表面。

日食的成因并不算太复杂，简单来讲是地球、月球和太阳三者玩的“影子游戏”。本文后面部分有详细介绍。我们先来看一下有关本次日食观测的攻略和注意事项。以下章节共七部分。

一、本次日环食我国哪些地区可见？

图注：图中深红色线压到的部分是本次环食带，本次环食带较窄，仅20公里。紫线围住的区域都能看到不同程度的日偏食

我国境内可以观测到日环食的有西藏、四川、重庆、贵州、湖南、江西、福建、台湾等地的部分地区。每个地区看到的时间各不相同，自西向东依次延后。当然，前提是要有一个好天气。

图注：环食带上部分城市时刻表

本次环食带非常狭窄，宽度仅20公里左右，也就是说只有在这宽度20公里地区的人才能看到日环食。

环食带之外的人们也不要灰心，日偏食也是非常好看的。例如，本次北京地区也最大能看到59%的太阳表面被遮挡。离环食带越近，看到的偏食程度越大。上海则能看到最大77%的太阳表面被遮挡。

二、本次日环食有什么特点？

这次“日环食”又被称为“金环日食”，非常罕见。为什么叫金环日食呢？

因为当日环食发生时，整个太阳的发光面将有99%以上的面积被月球遮挡住，只剩下一圈非常明亮的金边。

据天象预报，下次我国境内再次发生日环食就要等到2030年了！这次有条件的一定要把握住哦。

三、有哪些适合普通人观察日食的极简方法？

1、日食眼镜：日食眼镜采用专业的减光片或减光膜制成。理想的太阳减光片最大透射率仅为十万分之三，同时能效过滤紫外线和红外线。价格在10元左右，很便宜。

2、电焊护目镜：如果你身边恰好有电焊目镜，可以随时拿起来观察太阳。

3、小孔成像：这个方法可操作性最强，随手在硬纸板上钻几个小孔就可欣赏日食了。

图注：2016年3月9日，本文作者在巴厘岛旅行期间恰逢日食，这是当时用小孔成像法得到的日偏食影像

图注：树叶的缝隙形成一个个小孔，在地面上投下日偏食的像

此外，你可能还听说过用墨镜、用熏黑的玻璃、倒入墨汁的水等观察。这里要强调的是，这些方法都是不安全的，因为这些方法并不能有效过滤掉阳光中的红外线或强光。

四、如何正确地用望远镜观察日食？

图注：镜头套有巴德膜的反射式望远镜。

如果你手上恰好有望远镜，绝对不要直接用来观察太阳，绝对不要！因为望远镜有很强的聚光能力，会对眼睛产生严重伤害。正确的方法是要在镜头前加装太阳滤光片，常用的一种叫巴德膜。具体可咨询身边的摄影爱好者。

如果用望远镜直接看太阳会有什么严重后果呢？有国外网友用买来的猪眼做过一个试验。结果猪眼很快就烧了一个洞。

图注：国外网友把猪眼放在不加滤光片的望远镜后测试。

图注：被没有加滤光片的望远镜烧坏的猪眼。

值得一提的是，虽然我们不能直接用没加滤光片的望远镜看日食，但我们可以采用望远镜投影法，把日食的像投射到屏幕上，然后从屏幕上观看，由于屏幕反射的光是散射光，这样看起来就没有什么问题了。

这种方法比小孔成像法成像更大，甚至能够看到太阳上的黑子等细节。但也要注意不要把易燃的屏幕离望远镜太近，以免烧坏或燃烧。

图注：1639年12月4日，英国天文学家克来布崔（William Crabtree）用“望远镜投影法”观测金星凌日的情形。该壁画现悬挂于英国曼彻斯特市政厅

五、如何拍摄日食？

除了直接观看日食，当然还可以用专业相机拍下来。除了全食阶段外，其他阶段镜头前都要记得加装滤光片。

专业人员通常还要配备各种焦段的镜头，三脚架、快门线、望远镜和赤道仪等器材。

在网上，我们经常能看到那种又大又好看的日食特写照片，这是如何拍摄的呢？拍摄这种照片要用长焦镜头。如果要把周围的景物拍摄其中，一般还要要求日食的角度非常低，接近地面才行。

看了本文前面的介绍，你可能有个疑问，相机镜头前既然加了滤光片，为什么还能把人像以及周围的景物拍下来呢？这个问题也正是我的疑问。

通过询问多位摄影师得知，这种是完全可以拍摄下来的。这是因为当太阳的高度角非常低的时候，大气消光效果比较好，可以不用滤光片，采用收光圈的方法直接拍摄。当然，采用后期合成的方法也是可以的。

除了硕大的日食特写照片，还有一种叫“葫芦串”的照片。这种需要用三脚架来固定好专业相机，每隔一段时间拍摄一张照片，后期可合成出日食的全过程。

六、日偏食、日全食和日环食如何形成？

文章一开始，我们说过，各种日食的成因并不复杂，而是地球、月球和太阳三者玩的“影子游戏”。既然这篇文章是关于日食的科普，就免不了再讲一讲有关日食的成因。但这次我尝试从更直观的角度给大家解释一下。

有个非常有名的打油诗：“太阳大地球小，地球围绕太阳跑；地球大月球小，月球围绕地球跑”。

当月球恰好运行到太阳和地球连线的正中间，挡住或部分挡住太阳光线，就出现日食天象。如果在地球某地区望去，太阳的盘面完全被月球挡住，那么该区域就发生日全食；如果只发现部分太阳盘面被月球挡住，那么该区域就发生日偏食；如果月球的盘面中心与太阳的盘面中心恰好重合，但还没能完全挡住太阳，就会发生日环食。

图注：日全食、日偏食和日环食形成的原理示意图。

这种现象还可以通过一个思想实验直观理解。当你把硬币放在离眼睛很近的地方，恰好遮挡住太阳时，就相当于发生了日全食；当你把硬币稍微移开一点，看到部分太阳时，就相当于发生了日偏食；当你把硬币移到远一点的位置，硬币只能挡住太阳中间部分区域，就相当于发生了日环食。

说到这里，我猜你心里可能还会有至少三个小疑问：1、月球每个月都运行到太阳和地球之间，为什么不是每个月都发生日食？2、为什么有时候月球能够完全挡住太阳，为什么有时候又无法完全挡住太阳？3、为什么会出现日食带？

对于第一个小问题，我们知道，地球围绕太阳运动的轨道平面叫黄道面（我们通常听说的“黄道吉日”中的黄道就是这个黄道），月球围绕地球运动的轨道平面叫白道面。黄道面和白道面并不完全重合，而是有5.15度的夹角。这也就意味着月球运行到太阳和地球之间，并不保证三者能在一条直线上。只有当月球运行到这两个轨道面的交点附近，又恰好位于太阳和月球之间时，才会发生日食。

第二个小问题的解释比较简单，因为月球围绕地球运行的轨道不是完美的圆，而是椭圆，距离地球时近时远。当月球距离地球较近时，才能够完全遮挡住太阳的盘面。当月球距离地球较远时，仅能够遮挡住中心部分，形成环食。

我们再来看第三个小问题。天文学知识告诉我们，太阳的直径达140万公里，相当于109个地球直径，即便在1.5亿公里远的地球和月球附近，也是一个面光源。因此，月球身后的影子可形成本影和半影。

月球的本影是圆锥形，又细又长，它落到地球表面时，所占的面积很小，至多不会超过地球总面积的万分之一，当月球绕地球转动时，影锥就在地面上自西向东扫过一段比较长的地带，在月影扫过的地带，就都可以看见日食。所以这条带就叫做“日食带”。

带内发生日全食的，就叫全食带；带内发生日环食的，就叫环食带。可以看到偏食的范围很广阔，已经不像一条带子，而是很大的一片地区。

七、未来中国境内还会出现哪些日全食和日环食？

环食2030年06月01日，内蒙古根河，黑龙江黑河，伊春，鹤岗，抚远等地。

全食2034年03月20日，西藏西南部带食而没。

全食2035年09月02日，新疆叶城，若羌，甘肃玉门，内蒙古乌海，呼和浩特，河北张家口，北京，天津蓟县，辽宁西南部，辽东半岛大部。

环食2041年10月25日，内蒙古呼锡林浩特，通辽，辽宁沈阳，抚顺，本溪，吉林通化等地。

全食2042年04月20日，曾母暗沙。

环食2042年10月14日，曾母暗沙。

全食2060年04月30日，新疆喀什，库尔勒，甘肃玉门，兰州，青海西宁，陕西西安带食而没。

全食2063年08月24日，新疆塔克拉马干沙漠腹地，哈密，内蒙古霍林郭勒，二连浩特，通辽，吉林长春，延吉。

环食2064年02月17日，西藏东南部，林芝，昌都，青海西宁，甘肃中部金昌，武威，宁夏，内蒙大部，山西，吉林，黑龙江中南部带食而没。

全食2070年04月11日，西沙群岛，台南南部上午。

环食2074年01月27日，广西北海，广东雷州半岛至中部，东北部，江西南部，福建中南部。

环食2074年07月24日，南海西沙群岛和南沙群岛之间。

全食2082年08月24日，曾母暗沙带食而出。

环食2085年06月22日，云南西双版纳，思茅，个旧，贵州都匀，贵阳，湖南中南部，江西中部，浙江东南部，福建北部上午。

全食2088年04月21日，新疆阿克苏，库尔勒，甘肃中部带食而没。

全食2089年10月04日，四川南部宜宾，重庆，湖南，江西，福建带食而出。

环食2095年11月27日，辽宁沈阳，大连带食而出。

环食2096年11月15日，曾母暗沙带食而出。

从全球范围来看：日环食出现的频率比日全食高。这是因为月球本影的平均长度（373293公里）小于月球与地球之间的平均距离（384400公里），因此日环食发生的次数多于日全食。

通过这次难得一见的日环食事件，希望你能掌握一些观看或拍摄日食的小技巧，学会一些日食背后的科学知识。