全食的時候為什麼月亮是暗紅色
- 2022-06-15
為什麼月全食的時候,月亮會變成暗紅色的呢?
我們都知道月全食的時候,月亮是在地球的影子裡,它自己又
不會發光,這暗紅色的光,又是從哪裡來的呢?
其實,這暗紅色的光,仍舊是照射到月面上來的太陽光。
我們都有這樣的經驗:當我們拿一根筷子或是鋼筆桿斜插到盛
水的玻璃杯中,我們就會發現,這根筷子或是鋼筆桿露在水面上的
部分,和在水下面的部分好象折斷了似的。
原來,光線在同樣密度的介質中進行的時候,是直線前進的,
而且速度不變;但當它傾斜地由這一介質進入到另外一個密度不同
的介質中去時,光的速度就會改變,進行的方向就發生了曲折,這
種現象叫做折射。
在地球周圍有層像薄紗似的透明度較好的大氣層,陽光從地球
側面的大氣中穿行時,是先從空間進入大氣層,然後,又由大氣層
進入空間,這樣就產生了兩次折射,結果和光線透過凸透鏡相彷彿,
有點向內彎,向地心方向偏折的聚合光線就招到月亮上去了。
我們在白天,看見的太陽光都是白色的。為什麼在月全食的時
候,照射到月亮上去的太陽光,又會是暗紅色的呢?
其實,白色的太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫各種顏
色的光線混合成的。當太陽光經過地球上的大氣層被折射到地球背
後影子裡去的時候,它們都受到大氣層中極其微小的大氣分子的散
射和吸收。像黃、綠、藍、靛、紫等色的光波比較短,在大氣中受
到的散射影響比較大,它們大部分都向四面八方散射掉了;紅色的
光線波長比較長,受到散射的影響不大,可以透過大氣層穿透出去,
折射到躲在地球影子後面的月亮上。所以,我們在月全食時,望到
的月亮是暗紅色的。
差不多每一次月全食的時候,月亮總是顯著暗紅色的顏色。不
過,這暗紅的顏色也常有明暗的不同,這主要得看太陽光經過地球
上那些地方的天氣來決定。如果那些地方當時的天氣很好,那麼,
給折射到地球影子裡去的光線就會多一些,這樣,月全食的月亮也
就會顯得比較亮一些和紅一些。如果那些地方的天氣不頂好,天上
有厚厚的雲層,那麼,這些雲層就會阻礙一部分光線進到地球的影
子裡去,這樣,月亮的顏色就會顯得暗一些,有時候甚至月亮幾乎
完全看不見,例如1963年12月的一次月全食就是這樣的,而且這樣
的現象在最近數百年來也有過10來次。
如果一點太陽光都照不到月亮上,那月亮應該是黑色的,但實際上,由於空間中光線行進時有衍射作用,所以還是有一些陽光照到月亮上。由於紅光波長最長,最容易發生衍射,所以全食時候照在月亮上的陽光以紅光為主,所以是紅色,又因為衍射光很弱,所以反射光也很弱,所以是暗紅色。