研究日食、月食的科学意义

研究日食、月食的科学意义

研究日食、月食有重要的科学意义。因此，世界各地的天文工作者们往往不辞辛劳，万里迢迢地赶赴日全食现场，进行观测，以取得宝贵的第一手资料。简单地说，在日全食时主要可以进行如下的科学研究工作：

准确地确定日全食开始和结束的时刻，定出太阳和月亮的相对位置，可以更精确地研究地球、月亮的相对大小、形状、它们的运动和轨道的有关情况。检查月、地轨道在几千年的期间内有没有变动。

日全食是研究色球层和日珥的大好时机。只有在日全食时才能获得较多的色球光谱，从而为研究色球层内的物理条件和化学成分提供依据。在1868年日全食时，就曾经在日珥的光谱中发现了鲜明的黄线，这种线条在当时地球上已知的元素中还没有发现过。经过几年之后，才在地球上发现这种元素的光谱，它就是氦。这是研究日全食的科学意义中最生动的事例之一。

日全食也是研究日冕的好机会。例如可以研究日冕的形状和它的变化，研究日冕内的凝聚区域、日冕的旋转速度、日冕的成分等。

通过观察日全食，可以研究太阳光球的“临边昏暗”规律。理论和实践都已证明：一个从里向外温度逐渐降低的高温气体球，必定出现“临边昏暗”现象。也就是说，它的视圆面中心最亮，越向边缘就越暗。太阳的临边昏暗现象早就被发现了，日轮中心最明亮，越是临近边缘就越昏暗。掌握了临边昏暗规律，就能反过来推算太阳光球内的物理状况（温度、压力、电子密度等）。日全食时，月亮把太阳从中心到边缘的各个部分依次挡去，就为研究临边昏暗现象提供了方便。日环食虽不及日全食，但也还是研究临边昏暗的有利条件。

通过观察日全食，便于研究太阳表面的局部区域。例如，在月亮掩食太阳的过程中，我们发现太阳的某一局部区域被挡前后，从太阳来的无线电波（称为太阳射电）的总强度有了显著的减弱，那么这个区域就一定是个发射无线电波的强大“源泉”，它叫做太阳上的“射电源”。从我们所接收到的射电强度的变化情况，就可以反过来推算射电源的状况。日偏食和日环食时，也可以进行这项研究工作。

“引力会使光线偏折吗”这个问题是很有研究价值的。爱因斯坦在20世纪初根据他提出的广义相对论（关于引力问题的一种物理理论），预告由于太阳引力的作用，星光从太阳旁边经过时，就会发生偏折，偏折的方向是向太阳靠拢，星光方向改变的大小是1角秒。平时由于阳光灿烂，看不到太阳近旁的星，所以无法测量星光究竟是不是偏折了。日全食时，天空昏暗，和太阳方向靠得很近的那些星星显现出来，就有可能测量了。进入20世纪以来，曾经利用许多次日全食进行了测量。由于这种测量困难很大，极难测准，所以各次测量的结果往往不太一样，有时甚至差得很多。但是，基本上都肯定了：星光经过太阳近旁时，确实会朝着太阳偏折，而且偏折的数值比原来测定的还要大（约为2角秒多些）。这个问题很复杂，还有待于今后做更多的研究。

除此之外，日全食还有利于寻找新的、离太阳很近的行星和彗星。日全食对各种地球物理现象的影响现在也很受重视：研究全食时地磁、地电的变化；与黑夜极光相对比研究白昼极光；研究全食时的电离层和短波通讯情况等都是很有实际意义的。日全食和气象的关系也很值得注意。例如，有时云层正好在全食前局部地消散了，全食后又出现了，1966年11月12日巴西和巴拉圭的日全食就是这样，类似的情况历史上还有过几次，有人认为这与日全食的降温作用有关。但是，日全食时正碰上阴天，以致使观测者们一无所获扫兴而归的实例，却也屡次发生。

最后，在日全食时进行生物的生态观测，也是内容丰富多彩而又生动有趣的事情。

对月食的观测和研究也具有重要的科学价值，可以推定月亮的体积、视差及月亮轨道的准确位置；测量各不同食分时月面辐射热的分布；通过观察月食时的铜红色月面，拍摄光谱以研究地球大气的组成状况，等等。

古代的日食、月食记载也有它的实际应用价值。例如，我们可以根据现在地球的自转情况，来推算历史上的日、月食应发生在何时何地。这样算出的结果，往往在时间和地点上与古代记录的日食、月食情况有差异。根据这种差别，就可以计算地球自转的变化情形，它证明了地球的自转在逐渐变慢。