金環日食の図の疑問を考える

  • 2013.02.18 Monday
  • 15:06

1年も経とうとしているので、いまさらな話なんですが、
よく目にする金環日食の図にずいぶん大昔から疑問を持っていたからだ。
(本当は金環前に書くつもりだったが、放置していました)


たとえば、皆既日食

皆既日食

この図は、月の影が地球に落ちて、その部分で皆既日食が見られるというのは、
見てそのまま理解できる(はずである)。

しかし、金環日食は

金環日食

途中でクロスなんかしているもんだから、

もしかして、太陽が逆さに見えたりするのか?とか、
クロスしたら、そもそも本影なんて存在しないんじゃないか?とか
いつ見ても頭を悩ませる図である。

この図だけで金環日食の仕組みがわかる人がいれば、すごいなと感心してしまう。
(というか、自分が複雑に考えすぎなんだろうか???)

ということで、この図について考えることにしてみた。


金環日食を考える前に、おさらいとして皆既日食を考えてみることにする。


まず、太陽というのは、あっちこっちから光が出まくっているので、考えを単純にするために、点光源で考えていく。

図で言うなら、S1、S2点の部分(地球の皆既日食なので限界線のある地点と、月の端っこ(M1、M2)を結ぶ線を延ばして、そして太陽で交わる場所)とする。
それと太陽の中心に1つ考えておく

それぞれから出る光は図のような月の影を作ることになる。スポットライトを当てた感じを想像すれば良い。
(丸を大きく描いているが、点光源である)

皆既日食

これらを月の部分で重ね合わせると、こんな感じになる。

皆既日食

ある1点から出た光が作る影は、それ以外の点から出る光によって
照らされることになるので(図で言うところの、影を覆うオレンジの部分)、
完全な影ができない。

ただ、全体としての光量は少ないので、
ぼんやりとした感じ、つまり半影と呼ばれる部分ができるわけである。

こういった部分では、まん丸のおまんじゅうを食べたような感じの部分日食が見られる。


ところが、図を見てもらうと分かるように、どの点からの光も完全に届かない部分が存在する。
たとえ光源を増やしたとしても、この場所には光が届かない。

つまりこの場所が本影と呼ばれる部分で、皆既日食はこういった場所で見ることができるわけである。


ここまで、何となく分かってもらえたでしょうか???

実際にやってみるなら、電気(白熱球)を3つとボール1つを用意して
同じような感じで光を当ててみると分かると思う。
※実際にやってみました→金環日食の図の疑問を考える〜その2 LED電灯で実際に試して見る

うっすらとした影と、真っ暗になる部分ができると思う。



さて、本題の金環日食を同じように考えてみると・・・

金環日食

あれれ???
完全に隠れる場所(本影)ができない!?

じゃあ、もっと点光源を増やしてみればできるのでは???
と思うかもしれないが、上図の時点で光の重なりがあるので、どんなに光源を増やしても必ずどっかしらの光が絶対に入ってしまう。

つまり、金環日食では完全な本影ができないことを示している。

じゃあ、本影ができないんじゃ、そもそも金環日食なんて起こらないのでは?という疑問が出てくるが、

完全に隠れることはないが、ある点の光は届くが、別のある点からの光は月で遮られる場所、つまり半影部分はできる。
半影部分は上でも書いたように部分食の起こる場所である。

部分食のイメージは先ほども紹介したおまんじゅうを食べたような感じ(三日月型)に太陽が欠けるイメージを思い出すかと思うが、
太陽のど真ん中を隠すして、周りだけ見えているのもある意味では部分的に隠しているので、部分日食の1つである。

その見え方がキレイなリング状に見えるから、金環日食と特別な名前で呼ばれているわけである。


金環日食の図にはこういったトリックが隠されているわけである。
説でしたが、図をただ見て納得するより、いろいろ想像しながら、
また実験しながら読み解いていくとより理解が深まって面白いかもしれない。


追記
ずいぶん前に、月の大きさの話題で金環皆既日食についてちょっとだけ触れましたが、
この現象は上の図で言うところのちょうどクロスしているところで起こる珍しい現象となります。

原理については、以前書いた月の見かけの大きさが微妙に変化することに起因します。

今年の11月に、その珍しい金環皆既日食が起こるようですので、これらの図を思い浮かべて見て下さい。

参考
将来の金環皆既日食


関連投稿
金環日食の図の疑問を考える〜その2 LED電灯で実際に試して見る

 
コメント
昨日当ブログにコメントいただきありがとうございます。
30’s資格論の管理人です。

ちょうどブログ移転の時期につき、せっかくコメントをいただいたのに記事を削除してしまい申し訳ございません。
昨日いただいたコメントは、新しいブログに引き継いでいます。
  • miwa
  • 2013/02/19 12:11 AM
miwaさま
ご連絡ありがとうございます。
  • rockecco
  • 2013/02/19 1:50 PM
コメントする








    
この記事のトラックバックURL
トラックバック

calendar

S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
<< October 2017 >>

search this site.

よく使う、検索される投稿

categories

アマゾン

楽天

selected entries

archives

recent comment

recent trackback

profile


※当ブログはリンクフリーですが、 取材や雑誌等で掲載される場合は、事前にお知らせください

others

mobile

qrcode

powered

無料ブログ作成サービス JUGEM