如何觀看3月14日凌晨的“血月”月全食 _月全食

2022年11月8日，日本東京拍攝的月全食。Yoshikazu Tsuno/Gamma Rapho通過蓋蒂圖片社
據《大眾科學》（湯姆·霍金）：3月13日晚至3月14日，北美各地的天文愛好者以及世界上許多其他地區的天文愛好者將有機會看到一場紅色恐怖色調的月全食。這基本上與日食相反，就像去年的壯觀事件一樣。以下是您需要了解的內容，以捕捉三月中旬的所有月球活動。
我如何觀看月食？
令人高興的是，捕捉月食是一項比弄清楚如何看到日食要簡單得多的任務。基本上，在任何給定的時刻，地球的一半都在朝向月球——如果你在日食當晚恰好在地球的那一半，你只需要仰望月球就能看到這場表演。
就這次日食而言，你需要在地球的西半球。
如果你在北美，美國國家航空航天局說，這是你應該開始仰望天空的時候：
美國東部時間凌晨1:09：月球開始進入地球本影（即其陰影）。此時，紅色將很難看到，因為它將被月球圓盤未覆蓋部分反射的陽光所掩蓋。
美國東部時間凌晨2:26：全面開始！整個月球被地球的陰影所覆蓋，其特有的紅色色彩得到了充分的展現。如果你想拍照，拿出望遠鏡，或者只是沐浴在奇怪的紅色月光下，你大約有一個小時的時間。
美國東部時間凌晨3:31：總計結束。月球的圓盤開始從地球的陰影中消失，被遮擋區域的紅色開始褪色。
美國東部時間凌晨4:47：月亮從本影中出來。它將在半影（部分陰影）中再停留一個小時左右，但效果會很微妙，很難看到。
月食與日食
當月球直接從地球和太陽之間經過時，就會發生日食。當地球直接從太陽和月球之間經過時，就會發生月食。
在這兩種情況下，中間的身體都會將陰影投射到離太陽最遠的身體上。在日食中，這會導致月球的陰影掃過地球表面，使完全落在陰影中的任何東西都陷入短暫的黑暗。
由于地球比月球大得多，在下周的月食期間，地球的陰影完全覆蓋了月球。你可能會認為這會導致月亮完全從天空中消失，但事實并非如此。相反，月球仍然可見，但它的顏色會發生變化，從熟悉的銀白色加深到深血紅色——這解釋了為什么月食也被稱為“血月”
為什么月食時月亮是紅色的？
在月食期間，到達月球的唯一光線是穿過我們大氣層的光線。由于紅光最有可能出現在月球的另一側，因此它照亮了月球，使其看起來呈鐵銹色。
為什么是紅燈？為了回答這個問題，我們需要考慮光的一個關鍵屬性：波長。了解波長可以幫助回答生活中其他緊迫的問題，比如“為什么天空是藍色的？”，“為什么日落如此多彩？”和“為什么我鄰居的立體聲系統如此煩人？” 。
像任何其他波一樣，光波也有波峰和波谷。兩個這樣的峰（或谷）之間的距離就是光的波長，這個數字可以告訴我們很多關于波的特性。

可見光譜。圖片來源：美國國家航空航天局。
光波長最常見的結果是我們是否能看到它。我們的眼睛對某些波長很敏感，特別是波長在380納米到750納米之間的波，我們稱之為“可見光譜” 。光譜的一端是紫光，波長約為380納米。另一種是紅光，波長可達約750納米。
波長與光線的其他重要方面直接相關，如頻率和攜帶的能量。廣義上講，波長越低，光線攜帶的能量就越多。這反過來又決定了另一個對理解月球顏色很重要的屬性：光從一種介質移動到另一種介質時折射的角度。
這種現象的一個經典演示是將白光照射到棱鏡中。雖然白光看起來是無色的，但它實際上包含了所有可能波長的瘋狂混亂。當光束進入棱鏡時，每個波長都以略微不同的角度折射。當光線出現時，也會發生同樣的事情，結果——正如任何學習高中物理和/或喜歡平克·弗洛伊德的人都知道的那樣——是一個可愛的彩色光譜的出現，按波長整齊地排列。
在月食期間，沒有陽光直射到月球上。然而，我們可以看到月球，所以一些光清楚地照射到了它的表面。那么，那道光是從哪里來的呢？就像棱鏡一樣，地球的大氣層會折射光線。來自太陽的一些光被折射到月球上，使我們能夠在月食期間看到月球。
當然，最直接的問題是為什么這種光是紅色的。基本的答案是藍光很難穿過地球大氣層，而紅光則相對不受影響。
為什么紅光更容易穿過大氣層？
一種稱為瑞利散射的現象使紅光比藍光到達地球大氣層的時間更長。由于大氣是一個相對較薄的氣體暈，它與光的相互作用比白光束和棱鏡之間的相互作用復雜得多。在大氣中，關鍵的相互作用是單個光子和氣體分子之間的相互作用。光子在氣體分子之間反彈，就像微小的原子碰碰車。
這個過程聽起來可能有點抽象，但它也解釋了人類自第一次仰望天空以來一直在想的事情：為什么天空是藍色的？如果你仔細觀察棱鏡產生的光譜，你會看到紅光出現在光譜的頂部，在最接近原始光線的軌跡上。相比之下，藍光會急劇彎曲。
類似的事情也發生在大氣中。光的波長越短，它就越有可能與它所穿過的物質相互作用。這意味著藍光比紅光更容易散射。這種情況與耳塞擋住鄰居煩人的立體聲音響的高端聲音的方式沒有什么不同。低音頻率仍然很低。
當我們在晴朗的日子里外出時，結果就會顯現出來。天空的藍色是由大氣散射的藍光造成的。
當月亮沒有被遮住的時候，紅燈在哪里？
從技術上講，我們每天在日出和日落時看到兩次紅燈。在此期間，光需要在大氣層中傳播得最遠才能到達地球上的觀察者。
在某種程度上，當我們仰望深紅色的血月時，我們真正看到的是使我們的日落如此壯觀的光線。或者正如美國國家航空航天局所說，月食的顏色“就像世界上所有的日出和日落都投射到月球上一樣。”太美了。