本文來自微信公眾號：騰訊太空（ID：qqtaikong），作者喬輝

今天（6月21日）有點特別，是父親節(jié)，又是夏至日，天空還上演“日環(huán)食”天文景象。

本次日環(huán)食，月球的影子首先從非洲開始登陸地球表面，并先后穿過阿拉伯半島、巴基斯坦、印度等國之后進入我國。進入我國的時間大約是北京時間下午13點左右，最后從太平洋海域離開地球表面。

日食的成因并不算太復(fù)雜，簡單來講是地球、月球和太陽三者玩的“影子游戲”。本文后面部分有詳細介紹。我們先來看一下有關(guān)本次日食觀測的攻略和注意事項。以下章節(jié)共七部分。

一、本次日環(huán)食我國哪些地區(qū)可見？

圖注：圖中深紅色線壓到的部分是本次環(huán)食帶，本次環(huán)食帶較窄，僅20公里。紫線圍住的區(qū)域都能看到不同程度的日偏食

我國境內(nèi)可以觀測到日環(huán)食的有西藏、四川、重慶、貴州、湖南、江西、福建、臺灣等地的部分地區(qū)。每個地區(qū)看到的時間各不相同，自西向東依次延后。當(dāng)然，前提是要有一個好天氣。

圖注：環(huán)食帶上部分城市時刻表

本次環(huán)食帶非常狹窄，寬度僅20公里左右，也就是說只有在這寬度20公里地區(qū)的人才能看到日環(huán)食。

環(huán)食帶之外的人們也不要灰心，日偏食也是非常好看的。例如，本次北京地區(qū)也最大能看到59%的太陽表面被遮擋。離環(huán)食帶越近，看到的偏食程度越大。上海則能看到最大77%的太陽表面被遮擋。

二、本次日環(huán)食有什么特點？

這次“日環(huán)食”又被稱為“金環(huán)日食”，非常罕見。為什么叫金環(huán)日食呢？

因為當(dāng)日環(huán)食發(fā)生時，整個太陽的發(fā)光面將有99%以上的面積被月球遮擋住，只剩下一圈非常明亮的金邊。

據(jù)天象預(yù)報，下次我國境內(nèi)再次發(fā)生日環(huán)食就要等到2030年了！這次有條件的一定要把握住哦。

三、有哪些適合普通人觀察日食的極簡方法？

1、日食眼鏡：日食眼鏡采用專業(yè)的減光片或減光膜制成。理想的太陽減光片最大透射率僅為十萬分之三，同時能效過濾紫外線和紅外線。價格在10元左右，很便宜。

2、電焊護目鏡：如果你身邊恰好有電焊目鏡，可以隨時拿起來觀察太陽。

3、小孔成像：這個方法可操作性最強，隨手在硬紙板上鉆幾個小孔就可欣賞日食了。

圖注：2016年3月9日，本文作者在巴厘島旅行期間恰逢日食，這是當(dāng)時用小孔成像法得到的日偏食影像

圖注：樹葉的縫隙形成一個個小孔，在地面上投下日偏食的像

此外，你可能還聽說過用墨鏡、用熏黑的玻璃、倒入墨汁的水等觀察。這里要強調(diào)的是，這些方法都是不安全的，因為這些方法并不能有效過濾掉陽光中的紅外線或強光。

四、如何正確地用望遠鏡觀察日食？

圖注：鏡頭套有巴德膜的反射式望遠鏡。

如果你手上恰好有望遠鏡，絕對不要直接用來觀察太陽，絕對不要！因為望遠鏡有很強的聚光能力，會對眼睛產(chǎn)生嚴重傷害。正確的方法是要在鏡頭前加裝太陽濾光片，常用的一種叫巴德膜。具體可咨詢身邊的攝影愛好者。

如果用望遠鏡直接看太陽會有什么嚴重后果呢？有國外網(wǎng)友用買來的豬眼做過一個試驗。結(jié)果豬眼很快就燒了一個洞。

圖注：國外網(wǎng)友把豬眼放在不加濾光片的望遠鏡后測試。

圖注：被沒有加濾光片的望遠鏡燒壞的豬眼。

值得一提的是，雖然我們不能直接用沒加濾光片的望遠鏡看日食，但我們可以采用望遠鏡投影法，把日食的像投射到屏幕上，然后從屏幕上觀看，由于屏幕反射的光是散射光，這樣看起來就沒有什么問題了。

這種方法比小孔成像法成像更大，甚至能夠看到太陽上的黑子等細節(jié)。但也要注意不要把易燃的屏幕離望遠鏡太近，以免燒壞或燃燒。

圖注：1639年12月4日，英國天文學(xué)家克來布崔（William Crabtree）用“望遠鏡投影法”觀測金星凌日的情形。該壁畫現(xiàn)懸掛于英國曼徹斯特市政廳

五、如何拍攝日食？

除了直接觀看日食，當(dāng)然還可以用專業(yè)相機拍下來。除了全食階段外，其他階段鏡頭前都要記得加裝濾光片。

專業(yè)人員通常還要配備各種焦段的鏡頭，三腳架、快門線、望遠鏡和赤道儀等器材。

在網(wǎng)上，我們經(jīng)常能看到那種又大又好看的日食特寫照片，這是如何拍攝的呢？拍攝這種照片要用長焦鏡頭。如果要把周圍的景物拍攝其中，一般還要要求日食的角度非常低，接近地面才行。

看了本文前面的介紹，你可能有個疑問，相機鏡頭前既然加了濾光片，為什么還能把人像以及周圍的景物拍下來呢？這個問題也正是我的疑問。

通過詢問多位攝影師得知，這種是完全可以拍攝下來的。這是因為當(dāng)太陽的高度角非常低的時候，大氣消光效果比較好，可以不用濾光片，采用收光圈的方法直接拍攝。當(dāng)然，采用后期合成的方法也是可以的。

除了碩大的日食特寫照片，還有一種叫“葫蘆串”的照片。這種需要用三腳架來固定好專業(yè)相機，每隔一段時間拍攝一張照片，后期可合成出日食的全過程。

六、日偏食、日全食和日環(huán)食如何形成？

文章一開始，我們說過，各種日食的成因并不復(fù)雜，而是地球、月球和太陽三者玩的“影子游戲”。既然這篇文章是關(guān)于日食的科普，就免不了再講一講有關(guān)日食的成因。但這次我嘗試從更直觀的角度給大家解釋一下。

有個非常有名的打油詩：“太陽大地球小，地球圍繞太陽跑；地球大月球小，月球圍繞地球跑”。

當(dāng)月球恰好運行到太陽和地球連線的正中間，擋住或部分擋住太陽光線，就出現(xiàn)日食天象。如果在地球某地區(qū)望去，太陽的盤面完全被月球擋住，那么該區(qū)域就發(fā)生日全食；如果只發(fā)現(xiàn)部分太陽盤面被月球擋住，那么該區(qū)域就發(fā)生日偏食；如果月球的盤面中心與太陽的盤面中心恰好重合，但還沒能完全擋住太陽，就會發(fā)生日環(huán)食。

圖注：日全食、日偏食和日環(huán)食形成的原理示意圖。

這種現(xiàn)象還可以通過一個思想實驗直觀理解。當(dāng)你把硬幣放在離眼睛很近的地方，恰好遮擋住太陽時，就相當(dāng)于發(fā)生了日全食；當(dāng)你把硬幣稍微移開一點，看到部分太陽時，就相當(dāng)于發(fā)生了日偏食；當(dāng)你把硬幣移到遠一點的位置，硬幣只能擋住太陽中間部分區(qū)域，就相當(dāng)于發(fā)生了日環(huán)食。

說到這里，我猜你心里可能還會有至少三個小疑問：1、月球每個月都運行到太陽和地球之間，為什么不是每個月都發(fā)生日食？2、為什么有時候月球能夠完全擋住太陽，為什么有時候又無法完全擋住太陽？3、為什么會出現(xiàn)日食帶？

對于第一個小問題，我們知道，地球圍繞太陽運動的軌道平面叫黃道面（我們通常聽說的“黃道吉日”中的黃道就是這個黃道），月球圍繞地球運動的軌道平面叫白道面。黃道面和白道面并不完全重合，而是有5.15度的夾角。這也就意味著月球運行到太陽和地球之間，并不保證三者能在一條直線上。只有當(dāng)月球運行到這兩個軌道面的交點附近，又恰好位于太陽和月球之間時，才會發(fā)生日食。

第二個小問題的解釋比較簡單，因為月球圍繞地球運行的軌道不是完美的圓，而是橢圓，距離地球時近時遠。當(dāng)月球距離地球較近時，才能夠完全遮擋住太陽的盤面。當(dāng)月球距離地球較遠時，僅能夠遮擋住中心部分，形成環(huán)食。

我們再來看第三個小問題。天文學(xué)知識告訴我們，太陽的直徑達140萬公里，相當(dāng)于109個地球直徑，即便在1.5億公里遠的地球和月球附近，也是一個面光源。因此，月球身后的影子可形成本影和半影。

月球的本影是圓錐形，又細又長，它落到地球表面時，所占的面積很小，至多不會超過地球總面積的萬分之一，當(dāng)月球繞地球轉(zhuǎn)動時，影錐就在地面上自西向東掃過一段比較長的地帶，在月影掃過的地帶，就都可以看見日食。所以這條帶就叫做“日食帶”。

帶內(nèi)發(fā)生日全食的，就叫全食帶；帶內(nèi)發(fā)生日環(huán)食的，就叫環(huán)食帶。可以看到偏食的范圍很廣闊，已經(jīng)不像一條帶子，而是很大的一片地區(qū)。

七、未來中國境內(nèi)還會出現(xiàn)哪些日全食和日環(huán)食？

環(huán)食2030年06月01日，內(nèi)蒙古根河，黑龍江黑河，伊春，鶴崗，撫遠等地。

全食2034年03月20日，西藏西南部帶食而沒。

全食2035年09月02日，新疆葉城，若羌，甘肅玉門，內(nèi)蒙古烏海，呼和浩特，河北張家口，北京，天津薊縣，遼寧西南部，遼東半島大部。

環(huán)食2041年10月25日，內(nèi)蒙古呼錫林浩特，通遼，遼寧沈陽，撫順，本溪，吉林通化等地。

全食2042年04月20日，曾母暗沙。

環(huán)食2042年10月14日，曾母暗沙。

全食2060年04月30日，新疆喀什，庫爾勒，甘肅玉門，蘭州，青海西寧，陜西西安帶食而沒。

全食2063年08月24日，新疆塔克拉馬干沙漠腹地，哈密，內(nèi)蒙古霍林郭勒，二連浩特，通遼，吉林長春，延吉。

環(huán)食2064年02月17日，西藏東南部，林芝，昌都，青海西寧，甘肅中部金昌，武威，寧夏，內(nèi)蒙大部，山西，吉林，黑龍江中南部帶食而沒。

全食2070年04月11日，西沙群島，臺南南部上午。

環(huán)食2074年01月27日，廣西北海，廣東雷州半島至中部，東北部，江西南部，福建中南部。

環(huán)食2074年07月24日，南海西沙群島和南沙群島之間。

全食2082年08月24日，曾母暗沙帶食而出。

環(huán)食2085年06月22日，云南西雙版納，思茅，個舊，貴州都勻，貴陽，湖南中南部，江西中部，浙江東南部，福建北部上午。

全食2088年04月21日，新疆阿克蘇，庫爾勒，甘肅中部帶食而沒。

全食2089年10月04日，四川南部宜賓，重慶，湖南，江西，福建帶食而出。

環(huán)食2095年11月27日，遼寧沈陽，大連帶食而出。

環(huán)食2096年11月15日，曾母暗沙帶食而出。

從全球范圍來看：日環(huán)食出現(xiàn)的頻率比日全食高。這是因為月球本影的平均長度（373293公里）小于月球與地球之間的平均距離（384400公里），因此日環(huán)食發(fā)生的次數(shù)多于日全食。

通過這次難得一見的日環(huán)食事件，希望你能掌握一些觀看或拍攝日食的小技巧，學(xué)會一些日食背后的科學(xué)知識。