在3月13日晚至3月14日凌晨,北美乃至世界许多地区的观星者将有机会看到一次月全食,并带有血红的诡异色调。这基本上与日食相反,就像去年的壮观事件一样。以下是您需要了解的关于捕捉3月中旬月食的所有信息。
如何观看月食?
令人高兴的是,捕捉月食比弄清楚如何观看日食要简单得多。基本上,在任何给定的时刻,地球的一半都在看向月球——如果你在月食之夜恰好在那一半的地球上,你只需要抬头看月亮就能看到这场盛宴。
就这次月食而言,您需要身处地球的西半球。
如果您在北美,NASA表示您应该在这个时间开始仰望星空
美国东部夏令时凌晨1:09:月球开始进入地球的本影(即它的阴影)。此时,红色调很难看到,因为它会被月球盘未被遮挡部分反射的阳光所掩盖。
美国东部夏令时凌晨2:26:食甚开始!整个月球都被地球的阴影覆盖,标志性的红色调将完全显现。如果您想拍照、拿出望远镜,或者只是沉浸在奇怪的红月光中,您将有大约一个小时的时间。
美国东部夏令时凌晨3:31:食甚结束。月球盘开始穿出地球的阴影,被遮挡区域的红色开始消退。
美国东部夏令时凌晨4:47:月球完全离开本影。它将在半影(部分阴影)中停留大约一个小时,但效果将很微妙,难以看到。
月食与日食
日食发生在月球直接穿过地球和太阳之间时。而月食则发生在地球直接穿过太阳和月球之间时。
在这两种情况下,中间的天体都会在离太阳最远的天体上投下阴影。在日食中,这会导致月球的阴影扫过地球表面,使完全位于阴影中的区域短暂地陷入黑暗。
由于地球比月球大得多,在像下周这样的月食期间,地球的阴影会完全覆盖月球。您可能会认为这会导致月球在天空中完全消失,但事实并非如此。相反,月球仍然可见,但其颜色会发生变化,从熟悉的银白色转变为深邃的血红色——这也解释了为什么月食也被称为“血月”。
为什么月食时月亮会呈红色?
在月食期间,唯一到达月球的光是穿过我们大气层传播的光。由于红光最有可能从另一侧出来,因此这就是照亮月球的光,使其呈现锈红色。
但为什么是红光呢?要回答这个问题,我们需要考虑光的一个关键特性:它的波长。了解波长有助于回答生活中其他紧迫的问题,例如“为什么天空是蓝色的?”、“为什么日落如此多彩?”以及“为什么我邻居的立体声音响如此令人讨厌?”
像任何其他波一样,光波有波峰和波谷。两个这样的波峰(或波谷)之间的距离就是光的波长,这个数字可以告诉我们很多关于波特性的信息。

光波长最熟悉的后果是我们能否看到它。我们的眼睛对某些波长敏感——特别是波长在380纳米到750纳米之间的波,我们称之为“可见光谱”。光谱的一端是紫光,波长约为380纳米。另一端是红光,波长延伸至约750纳米。
波长与光线的其他重要方面直接相关,例如其频率和携带的能量。总的来说,波长越短,光线携带的能量就越多。反过来,这决定了另一个对于理解月球颜色很重要的特性:当光线从一种介质移动到另一种介质时,它被折射的角度。
这一现象的一个经典演示是将白光射入棱镜。虽然白光看起来是无色的,但它实际上包含了所有可能波长的混乱混合。当光束进入棱镜时,每个波长都会以略微不同的角度折射。当光线出来时也会发生同样的事情,结果——正如任何学过高中物理和/或喜欢平克·弗洛伊德的人都知道的那样——就是出现一个按波长整齐排序的精美彩色光谱。
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在月食期间,没有直射阳光到达月球。然而,我们能看到月球,所以一些光线确实会照射到它的表面。那么这些光来自哪里呢?嗯,就像棱镜一样,地球大气层会折射光线。一些来自太阳的光被折射到月球上,使我们在月食期间能看到月球。
当然,紧随其后的问题是,为什么光是红色的。基本答案是,蓝光很难穿过地球大气层,而红光则相对不受干扰地穿过。
为什么红光更容易穿过大气层?
瑞利散射现象使得红光比蓝光更容易到达地球大气层。由于大气层是相对稀薄的气体晕,它与光的相互作用比一束白光与棱镜的相互作用要复杂得多。在大气层中,主要的相互作用是单个光子与气体分子之间的相互作用。光子像微小的原子碰撞车一样在气体分子之间来回反弹。
这个过程听起来可能有些抽象,但它也解释了人类自古以来一直在思考的一个问题:为什么天空是蓝色的?如果你仔细观察棱镜产生的光谱,你会发现红光出现在光谱的顶部,其轨迹最接近原始射线的轨迹。相比之下,蓝光会急剧弯曲。
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大气层中也发生了类似的事情。光线的波长越短,它就越有可能与它所穿过的物质发生相互作用。这意味着蓝光比红光更容易被散射。这种情况有点像耳塞可以阻挡邻居立体声音响的高频声音,但低沉的低音仍然清晰可闻。
我们在晴天外出时就能看到结果。天空的蓝色是由于蓝光被大气层散射造成的。
当月亮没有被遮挡时,这些红光去哪儿了?
我们在每天的日出和日落时实际上都会看到这种红光。在这些时候,光线需要穿过大气层最长的距离才能到达地球观测者。
从某种意义上说,当我们凝视深红色的血月时,我们看到的与使我们的日落如此壮观的光是相同的。或者正如NASA所说,月食的颜色“仿佛将世界上所有的日出和日落都投射到了月球上。”太美了。