金

星

凌

日與日

環

食

現

象

及

觀

測

香港天文學會外務副會長

余恵俊

掩星觀測

• 月球在繞地球公轉中，會週期性地遮蔽住某些行星或恆星，

• 這種現象稱為“月掩星”，是一種特有的天文景觀，

• 在科學上也極具研究價值。

掩星類別

• 日、月食

• 內行星(水星、金星)凌日

• 月掩星、月掠掩星

• 衛星掩食現象

• 行星、小行星掩星

• 彗星掩星

• 食變星

2012年6月6日

金星凌日

內行星

內行星的位置

內行星的盈虧

內行星凌日現象時，太陽、內行星及地球的相對位置

凌日週期

• 金星凌日有一定的規律，它每隔8年又再隔105.5年，然後又隔8年又再隔121.5年，合共243年(=88,756日)的週期重覆。

凌日週期

• 金星凌日必定出現在五月或六月(稱為降交點金星凌日)

• 出現十一月或十二月(稱為升交點金星凌日)

• 降交點的金星凌日比升交點的多。

• 這個週期共有 45次降交點凌日，37次升交點凌日，3次太陽中心凌日，3次偏凌日，76次普通凌日。

• 最長的金星凌日出現在公元424年11月22

日，全長8小時20分16秒

• 最短的金星凌日出現在公元2854年12月14日，全長只有27分35秒

• 中心凌日(1)

公元前2970年11月17日

公元前183年5月22日

公元424年11月22日

• 偏凌日(3)

公元前920年5月23日

公元前540年11月19日

公元2854年12月14日

見金星凌日地區

凌始時太陽位置

東北偏東，高度6度

中心時刻太陽位置

東北偏東，高度51度

凌終時太陽位置

西北偏西，高度84度

金星凌日情况

• 2004年6月8日

• 金星視直徑 58.2 角秒

• 太陽視直徑 1890.8

角秒

• 3.07%

• 2012年6月6日

• 金星視直徑 58.3 角秒

• 太陽視直徑 1891.4角秒

• 3.08%

肉眼可以看見金星凌日嗎？

• 人肉眼分辨能力

• 普通人視力約100角秒

• 良好視力約 70角秒

• 超凡視力不少於40角秒

2004年金星凌日

– 金星視直徑 58.2 角秒

2012年金星凌日

– 金星視直徑 58.3 角秒

用不同光譜拍攝的金星凌日

黑滴現像

• 一種光學現像，出現在凌始內切和凌終內切的時候。它的形狀好像一滴黑色淚水，因而得到這個名稱

黑滴現像

• 黑滴現象是因太陽「臨邊昏暗」(Limb

Darkening) 和光學上點源 (point source) 在經過任何光學系統後都會由於繞射而形成一個擴大的像點的「點擴散」(Point

Spread) 原理而形成

金星大氣折射陽光

用視差法計算地球和太陽的距離

欣賞和觀測

• 目視觀測

– 計時

• 攝影觀測

– 路徑、方位

– 放大

• 錄影觀測

– 計時、方位及

– 路徑

高倍拍攝

• 凌始外切，金星接觸日面位置。日面方位42度。觀測者可以按照自己使用的望遠鏡光學系统，依照附圖上太陽的日面角度標示，對應金星接觸日面(紅色箭咀)位置。

• 雙筒望遠鏡

• 地平腳架

• 用天頂稜鏡的折射望遠鏡，經緯儀

• PST太陽望遠鏡，經緯儀

• 用天頂稜鏡的折射望遠鏡，赤道儀

• PST 太陽望遠鏡，赤道儀

觀測設備

• 觀測太陽專用望遠鏡

觀測設備

• 觀測太陽專用望遠鏡

安全

• 不可以用普通望遠鏡直接觀看太陽

用不適當的保護觀看太陽

•過量太陽的紅外線會令視網膜受損

•過量紫外光會引至青光眼及角膜退化

•視網膜沒有痛楚神經，失明前不會有感覺

沒有保護下觀看太陽

• 強光引至永久失明

• 時間只須短至一至二秒以內

紅外線可穿透的危險減光材料

• 攝影用中性濾光鏡

(ND filter)

• 太陽眼鏡

• 煙黑玻璃

• CD / VCD / DVD 碟

• 電腦磁碟

• 黑色底片

• 偏光鏡

• 墨水

觀測設備

• 太陽濾光鏡

• (鏡後)

安全觀測方法

投影法

簡單兩片目鏡

觀測設備

• 太陽稜鏡

觀測設備

• 鏡前濾光膜

觀測設備

• 鏡前濾光鏡

• 金星凌日整個過程長6小時37分，勿長時間仰望太陽，須要間歇休息。長時間曝晒在陽光下，須要注意防晒及多喝清水。

• 如果天空有薄雲，切勿將雲當作天然濾光鏡來觀看太陽，以免令眼睛視網膜受損，而出現「視網膜炎症」

日食原理

•月球運行到黃白道交點兩旁時便有機會發生日食，離交點越近便越容易發生全食或環食，離交點稍遠的則發生偏食

日全食

日環食

黄白道有 4°59’至5°18’傾角

有關比例

太陽直徑大約是月球的400倍，而太陽距離

球也是月球距離地球大約400倍遠

近地點：363,300 km

平均 ：384,400 km

遠地點：405,500 km

日食條件

•黃白道交點的兩旁大約以 180為食的上限，一個「沙羅食周」內的每次日食都在這180的範圍內產生

每年日食次數

• 每年最少有兩次日食

– 本影月食沒有

• 最多有五次日食

– 本影月食兩次

日食週期

• 沙羅(Saros)週期 18.03年

•食分和食延時間很相似

•見食的中心地理緯度變化不太大，經度則每次西移約1/3圈

日食沙羅週期

• 第 128 號沙羅週期共有73次日食

– 由984年起至2282年，共1298.17年

– 共有33次偏食，32次環食，4次全食，4次全環食

• 1994年5月10日是第14次，全食長6分13秒

• 2012年5月21日是第15次，全食長5分46秒

• 2030年6月01日是第16次，全食長5分21秒

2012年5月21日，日環食

• 最大食分：0.9439

• 環食時間最長地點：東經176度16.8分，北緯49

度5.3分

• 環食最長時間：5分46.4秒

• 太陽視直徑：31分36.2秒

• 月球視直徑：29分26.6秒

• 最大寬度：236.9 km

見日環食地區

日食地區情況

日食地區情況

日食地區情況

日食地區情況

攝影項目

•一般日食拍攝的項目:

•1) 日食過程特寫

•2) 間歇曝光

•3) 日環食時的星空及地面環境

•4) 樹葉間縫隙/針孔投影的日偏食

貝利珠

錄像觀測

• 設備

視像頭接駁望遠鏡

用錄像機記錄

用電腦記錄

錄影技巧

•偏食階段->鏡頭前裝上濾光鏡，分隔一段時間拍攝一次，間隔不應少於五分。若使用變焦鏡拍攝，過程要保持焦距不變，以確保所有太陽影像大小相同

錄影技巧

•貝利珠 ->預報前約1分鐘前除去減光設備，否則貝利珠看不見

•食甚->除去減光設備。生光後，請重新裝上減光設備繼續拍攝剩餘的偏食影像

香港見日環食情況 5時41分，日出帶食

香港見日環食情況

6時06分食既

香港見日環食情況 6時08分食甚

香港見日環食情況 6時08分食甚

香港見日環食情況

6時10分生光

香港見日環食情況 7時16分復圓

全食帶有雲機會分佈圖

雲層

• 低層雲

• 2,000 米以下

• 中層雲

• 2,000至6,000米

雲層

• 高層雲

• 6,000米以上

富士山 高3776米

科學園白石角海濱長廊

長洲明輝營地

石澳

尖沙咀星光大道

大美督船灣淡水湖主壩

2010年日環食觀測

日食下的動物

2010年1月，日環食

2010年1月，日環食

2010年1月，日環食

上次在香港出現的日環食 1958年4月19日，日環食

下次在香港出現的日環食 2320年5月9日

下次在香港出現的日全食 2881年3月21日

上次在香港出現的日全食

清朝嘉慶十九年(1814年)7月17日

未來香港可見的凌日現象

• 2012年金星凌日 • 2016水星凌日 (香港不能看見)

• 2019水星凌日 (香港不能看見)

• 2032年水星凌日

金星凌日時日全食

上次公元前15607年

下次公元15232年4月5日

水星金星同時凌日

上次是公元前 373173年；下次是

公元69163年7月26日和224508年3月29日

網上直播資訊

• 香港天文學會/香港天文台

• 日本松下富士山頂直播 (日環食)

• 美國太空總署 夏威夷莫納克亞山

– (金星凌日)

謝謝