月全食的形成原理

月全食的形成原理

月全食的形成过程可分为7个阶段，其中的半影食始和半影食终不易为肉眼所察觉，可以忽略不计，故月全食的全过程也称为月全食的五步曲。

（1）半影食始：月球刚刚和半影区接触，这时月球表面光度略为减少，但肉眼较难觉察。

（2）初亏（仅月偏食和月全食）：月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。

（3）食既（仅月全食）：月球进入地球本影，并与本影第一次内切。

（4）食甚：月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间，此时前后月球表面呈红铜色或暗红色。原因：大阳光经过地球大气层时发生折射，使光线向内侧偏折，但每种光的偏折程度不一样（色散），红光偏折程度最大，最接近地球阴影，映在月球上；此外，由于大气层的灰尘及云的含量与位置不同，光线偏折程度会有不同，因此月全食时的月球是暗红、红铜、或橙色的。同样的道理，由于大气层的折射，朝阳与夕阳不是白色的，而根据高度因为大气折射程度不同，呈现橙色或红色。

（5）生光（仅月全食）：月球在地球本影内移动，并与地球本影第二次内切。

（6）复圆（仅月偏食和月全食）：月球逐渐离开地球本影，与地球本影第二次外切。

（7）半影食终：月球离开半影，整个月食过程正式完结。

月偏食没有食既、生光过程，食什也只表示最接近地球阴影的时刻。

相比于日食，月食发生的时间（月球由进入至走出地影）是十分长的，平均需时数小时，各年月食的时刻在大部分日历上均有说明。

连环四月食

“连环四月食”也就是2年内连续有4个月会出现“月全食”，而月球看起来呈现暗红色；罕见的“连环四月食”，500年只出现过三次，第四次就在2014年的4月和10月，以及2015年4月和9月出现。

由于月球进入没有太阳光直射的本影时，因为大气层将紫蓝绿黄色的光都吸收掉了，只剩下红色光可以穿透，折射到月球表面，才会形成暗红色的月亮，又称为血月，也就是“月全食”。

根据NASA预估，第五次的连环四月食会在2032年和2033年出现。难得一见的连环四月食，引起国际热烈讨论，错过这一次，就要再等18年。

月全食的历史传说

哥伦布与月食

传说，16世纪初，哥伦布航海到了南美洲的牙买加，与当地的土著人发生了冲突。哥伦布和他的水手被困在一个墙角，断粮断水，情况十分危急。懂点天文知识的哥伦布知道这天晚上要发生月全食，就向土著人大喊，“再不拿食物来，就不给你们月光！”到了晚上，哥伦布的话应验了，果然没有了月光。土著人见状诚惶诚恐，赶快和哥伦布化干戈为玉帛。公元前2283年美索不达米亚的月食记录是世界最早的月食记录，其次是中国公元前1136年的月食记录。月食现象一直推动着人类认识的发展。早在1881年前，中国汉代天文学家张衡就弄清了月食原理。

亚里士多德与月食

公元前4世纪，亚里士多德从月食时看到的地球影子是圆的，而推断地球是球形的。公元前3世纪的古希腊天文学家阿利斯塔克（Aristarchus）和公元前2世纪的伊巴谷（Hipparchus）都提出通过月食测定太阳—地球—月球系统的相对大小。伊巴谷还提出在相距遥远的两个地方同时观测月食，来测量地理经度。2世纪，托勒密利用古代月食记录来研究月球运动，这种方法一直延用到今天。在火箭和人造地球卫星出现之前，科学家一直通过观测月食来探索地球的大气结构。最早的月食记录是前2283年美索不达米亚的记录。