SolarEclipse

SolarEclipse[]

给出下一次日食的日期.

SolarEclipse[date]

给出指定 date 之后下一次日食的日期.

SolarEclipse[prop]

给出下一次日食的属性 prop 的值.

SolarEclipse[date,prop]

给出 date 后下一次日食的属性 prop 的值.

更多信息和选项

  • 当月球投射的阴影经过地球表面时,就会发生日食.
  • 每年有 2 到 5 次日食,总是在发生在新月附近.
  • 月球的影子由三部分组成:本影、半影和伪本影.
  • SolarEclipse[date,] 中,date 可以是任意 DateObject 表达式或日期字符串.
  • SolarEclipse[{date1,date2,},prop] 返回每个 datei 之后食甚时刻给定属性值的 EventSeries 对象.
  • SolarEclipse[{start,end,All}] 返回 startend 日期之间发生的日食的列表.
  • SolarEclipse[{"Saros",s}] 返回 Saros 编号为 s 的日食列表.
  • SolarEclipse[date,prop] 中,prop 可以是已命名的属性 "prop",或形式为 {"prop",param1,param2,} 的参数化属性,其中典型的参数是日期或观察者的位置.
  • 日食的一般特性包括:
  • "Type"日食的类型(日偏食、日全食、日环食或混合日食)
    "MeeusType"Meeus 七种分类中的类型
    "Gamma"最小地月中心距离,以地球赤道半径给出
    "Magnitude"食甚时观测到的食分
    "NewMoon"日食发生时新月的日期
    "LunationNumber"日食发生时新月的月相数
    "LunarNode"日食的月轨交点(升或降)
    "Central"影轴是否与地球相交
    "Umbral"本影锥是否与地球相交
    "ContactCount"影轴和影锥与地球接触的次数,在 2 到 10 之间
  • 描述日食地理结构的属性包括:
  • "EclipseMap"关键地理要素的 GeoGraphics
    {"EclipseMap",opts}GeoGraphics 添加选项 opts
    "GraphicsData"日食所有阶段的图形指令
  • 观察到的两个日食周期性是沙罗周期和伊内克斯周期. 相关属性包括:
  • "SarosSeries"日食的 Saros 数(整数)
    "InexSeries"日食的 Inex 数(整数)
    "IndexInSaros"日食在沙罗系列中的位置
    "SarosInex"整数对 {saros,inex}
  • 食甚发生在影轴与地球中心最近的时分. 食甚的属性包括:
  • "MaximumEclipseDate"食甚发生的时刻
    "MaximumEclipsePosition"食甚发生时影轴的地理位置
    "MaximumEclipseMagnitude"食分(太阳直径被阴影覆盖的比例)
    "MaximumEclipseObscuration"遮蔽度(太阳被覆盖面积的比例)
    "MaximumEclipseUmbraDuration"食甚位置处 centrality phase 的时长
    "MaximumEclipsePenumbraDuration"食甚位置处 partiality phase 的时长
  • 影锥或影轴第一次或最后一次接触地球的点称为接触点.
  • Pi 表示半影锥接触点,一次日食中有 2 个或 4 个. 相关属性包括:
  • "ContactPointP1Date"日出时第一次外部半影接触的时刻
    "ContactPointP2Date"日出时第一次内部半影接触的时刻
    "ContactPointP3Date"日落时最后一次内部半影接触的时刻
    "ContactPointP4Date"日落时最后一次外部半影接触的时刻
    "ContactPointP1Position"P1 接触点的地理位置
    "ContactPointP2Position"P2 接触点的地理位置
    "ContactPointP3Position"P3 接触点的地理位置
    "ContactPointP4Position"P4 接触点的地理位置
  • Ui 表示影锥接触点,一次日食中有 0 个、2 个或 4 个. 相关属性包括:
  • "ContactPointU1Date"日出时第一次外部本影接触的时刻
    "ContactPointU2Date"日出时第一次内部本影接触的时刻
    "ContactPointU3Date"日落时最后一次内部本影接触的时刻
    "ContactPointU4Date"日落时最后一次外部本影接触的时刻
    "ContactPointU1Position"U1 接触点的地理位置
    "ContactPointU2Position"U2 接触点的地理位置
    "ContactPointU3Position"U3 接触点的地理位置
    "ContactPointU4Position"U4 接触点的地理位置
  • Ci 表示影轴接触点,一次日食中有 0 个或 2 个. 相关属性包括:
  • "ContactPointC1Date"影轴与地球第一次接触的时刻
    "ContactPointC2Date"影轴与地球最后一次接触的时刻
    "ContactPointC1Position"C1 接触点的地理位置
    "ContactPointC2Position"C2 接触点的地理位置
  • 属性 "TotalPhaseStartDate""TotalPhaseEndDate" 等价于 "ContactPointC1Date""ContactPointC2Date".
  • 与影轴相关的属性包括:
  • {"ShadowAxisPosition",date}给定 date 影轴的地理位置
    {"ShadowAxisVelocity",date}给定 date 影轴的速度地理向量
    {"ShadowAxisSpeed",date}影轴的速度(速度向量的模)
    {"ShadowAxisDirection",date}影轴速度向量的方位角
    {"ShadowAxisDeclination",date}TETE 赤道坐标系中影轴的赤纬
    {"ShadowAxisHourAngle",date}影轴的格林威治时角
    "ShadowAxisLine"整个日食影轴的地理路径
  • 属性 "TotalPhaseCenterLine" 等价于 "ShadowAxisLine".
  • 与本影锥相关的属性包括:
  • {"UmbraPolygon",date}给定 date 本影的形状
    {"UmbraBoundaryLine",date}给定 date 本影边界的地理路径
    "UmbraEnvelopePolygon"包括日食期间落在本影中的所有位置的地理边界
    "UmbraRiseSetLine"本影的上升和下落曲线
    {"UmbraPathWidth",date}给定 date 本影包络的宽度
  • 属性 "TotalPhasePolygon" 等价于 "UmbraEnvelopePolygon".
  • 与半影锥相关的属性包括:
  • {"PenumbraPolygon",date}给定 date 半影的形状
    {"PenumbraBoundaryLine",date}给定 date 半影边界的地理路径
    "PenumbraEnvelopePolygon"包括日食期间落在半影中的所有位置的地理边界
    "PenumbraRiseSetLine"半影的上升和下落曲线
    "PenumbraRiseSetNode"的上升和下落曲线自相交的节点
    "MaximumEclipseInHorizonLine"地平线上的食甚曲线
  • 属性 "PartialPhasePolygon" 等价于 "PenumbraEnvelopePolygon".
  • 在位置 loc 最接近影轴时,会发生局部食甚. 局部食甚的属性包括:
  • {"LocalMaximumEclipseDate",loc}loc 观测到食甚的日期
    {"LocalMaximumEclipseMagnitude",loc}局部食甚时从 loc 观测到的食分
    {"LocalMaximumEclipseObscuration",loc}局部食甚时从 loc 观测到的遮蔽度
  • 局部接触点的属性包括:
  • {"LocalPenumbraContact1Date",loc}半影与位置 loc 第一次接触的时刻
    {"LocalPenumbraContact2Date",loc}半影与位置 loc 最后一次接触的时刻
    {"LocalPenumbraDuration",loc}第一次和最后一次半影接触之间的持续时间
    {"LocalUmbraContact1Date",loc}本影与位置 loc 第一次接触的时刻
    {"LocalUmbraContact2Date",loc}本影与位置 loc 最后一次接触的时刻
    {"LocalUmbraDuration",loc}第一次和最后一次本影接触之间的持续时间
  • 时间和位置相关的属性包括:
  • {"LocalMagnitude",date,loc}dateloc 观测到的食分
    {"LocalObscuration",date,loc}dateloc 观测到的遮蔽度
    {"SunApparentRadius",date,loc}太阳的视角半径
    {"MoonApparentRadius",date,loc}月亮的视角半径
    {"SunMoonSeparation",date,loc}太阳和月亮之间的角距
  • 与贝塞尔根数相关的属性包括:
  • {"BesselianElementsCoefficients",date0}八个主要贝塞尔根数相对于时间原点 date0 的多项式系数
    "BesselianElementsCoefficients"自动选择时间原点的多项式系数
    {"BesselianElementsFunctions",date0}date0 开始的以小时为单位的时间的贝塞尔根数函数
    "BesselianElementsFunctions"自动选择时间原点的贝塞尔根数函数
    {"BesselianElements",date}date 八个主要贝塞尔根数的值
    {"BesselianRotationMatrix",date}大地坐标系和贝塞尔坐标系之间的旋转矩阵
    {"SunXYZ",date}太阳中心的贝塞尔坐标
    {"MoonXYZ",date}月球中心的贝塞尔坐标
    {"PenumbraVertexXYZ",date}半影顶点的贝塞尔坐标
    {"UmbraVertexXYZ",date}本影顶点的贝塞尔坐标
    {"AngularVelocityXYZ",date}地球角速度向量的贝塞尔坐标
    {"ObserverXYZ",date,loc}观测者在位置 loc 处的贝塞尔坐标
  • SolarEclipse[] 等价于 SolarEclipse["MaximumEclipseDate"].
  • SolarEclipse 可接受以下选项:
  • TimeDirection 1返回下一次日食还是最后一次日食
    EclipseType Automatic用于指定日食的类型
    TimeSystem Automatic输出日期的时间系统
    TimeZone $TimeZone输出日期的时区
  • TimeDirection 可用的设置包括:
  • 1返回指定日期后的下一次日食
    -1返回指定日期前的最后一次日食
  • EclipseType 可用的设置包括:
  • Automatic返回下一个任意类型的日食
    "Annular"返回下一个日环食
    "Hybrid"返回下一个混合日食
    "Partial"返回下一个日偏食
    "Total"返回下一个日全食
  • 为了计算地球、太阳和月球的位置,SolarEclipse 使用 NASA 的 DE440 星历表,时间跨度超过 30000 年,大约在 -13200 年到 17200 年之间. 这一时期大约有 72200 次日食.

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (4)

给出下次日食发生的日期:

求食甚时的食分:

给出指定日期之后下次日食发生的时间:

下次日食的类型:

用一张地图说明 2024 年 4 月 8 日日食的地理要素:

范围  (23)

用日期作为日食的标识符  (3)

在输出中用食甚时刻的 DateObject 表达式来标识日食:

输入中的日期可用 DateObject 表达式或日期字符串给出:

查找两个给定日期之间的所有日食:

绘制它们的食分:

日食的全局属性  (2)

给出爱丁顿用来确认引力弯曲的那次日食的一般属性或综合信息:

这是一次日全食:

它的食分为 1.0728,因此月球的视直径比日食最大时的太阳直径大 7.28%:

遮蔽度为 1,这意味着太阳的整个圆盘被月球所覆盖:

它属于 Saros 系列 136:

是沙罗系列中的第 32 号日食:

给出日偏食的一般属性:

在食甚时观察到阳直径的 62.87% 被月球所覆盖:

太阳视盘面积的 52.47% 被月球盘面所覆盖:

这次日食将发生在第 447 次新月:

日食将在新月出现前 14 分钟左右发生:

给出食甚的日期和位置:

给出该地点的半影接触时刻:

模拟从食甚位置观察到的这两个时刻之间的日食:

日食的类型  (4)

可以用不同的方式对日食进行分类. 如果影轴接触地球,则日食为中心食:

中心食可以是全食、环食或混合食(即环食和全食之间的变化):

这是一个日偏食,因此影轴不会与地球相交:

因此,无法计算此属性:

可能会出现非中心日全食或日环食. 最后一次发生在 2014 年:

影轴与地球不相交:

但本影锥(实际上是伪本影)确实与地球相交:

这是一次日环食:

显示食甚时刻附近日食的演变,放大右侧的本影:

Jean Meeus 提出了七种日食类别. 了解未来四年的 Meeus 类型的日食:

食甚  (1)

在日偏食中,地球观察者无法看到全食. 观测到最大食分的位置和时刻被称为食甚

日食标识符使用精确的食甚时刻:

这是观测食甚的位置:

这是从该位置观测到的食分:

与该时刻在该位置上的食分计算结果一致:

对于日偏食,食甚总是发生在地平线附近:

这张地图在中心处以白色显示了食甚位置,位于地平线上食甚的黄线上:

接触点  (1)

给出下一次日环食:

计算本次日食的四个本影接触点中某些接触点的日期和位置:

影轴和本影的演变  (3)

给出 2030 年以后的第一次日全食:

计算任意给定时刻影轴的瞬时位置:

计算整个日食的影轴路径:

计算本影的包络形状:

在地图上显示这些元素:

放大选定的瞬时位置:

以 2024 年第一次日食为例,计算影轴第一次和最后一次接触的时刻:

计算作为距离食甚的小时数的函数的影轴的速度:

这是食甚时刻的速度:

速度在影轴与地球的接触点附近分叉:

计算日食期间任意时刻中心路径的宽度:

只有具有所有四个本影接触点的日食才有明确定义的中心路径. 例如,日偏食没有中心路径:

上升与下落曲线  (2)

给出下一次日食的上升/下落曲线,描述在日出或日落时看到日食开始或结束的位置:

这次日食具有全部四个半影接触点,因此半影在某个时刻位于地球内部. 因此,上升/下落线有两个独立的瓣:

求接触点 P2 和 P3 不存在的日食的上升/下落曲线:

上升/下落线在一个节点处自相交:

地平线上的食甚  (1)

求在太阳位于地平线上时看到食甚的观测者的轨迹:

注意与日食的上升/下落线的关系:

本地日食信息  (2)

给出 2024 年 4 月日全食的日期,该日全食在美国可见:

在美国国内选择一个位置:

从这个位置将无法观察到全食. 下面给出了局部食甚时刻的食分,它小于 1:

局部食甚将在这一刻发生:

绘制该位置食分的演变:

在此日期间隔之外,食分为零:

这是与半影接触的持续时间:

对于 2024 年 4 月的日食,选择一个可以观测到全食的位置:

此处可观测到全食,因为局部食甚的食分大于 1:

绘制该位置食分的变化过程. 全食阶段清晰可见:

计算半影和本影接触时刻:

以下是偏食和全食持续的时间:

日食周期  (3)

求日食的 Inex 和 Saros 数:

同时求两个属性:

在 3000 年的 Saros-Inex 全景图中突出显示一次日食,每次日食都是一个点 {saros,inex}

显示 30,000 年内发生的日食:

其他可能的日食周期包括:

贝塞尔根数  (1)

计算 2024 年第一次日食的贝塞尔根数系数:

下面是选作时间原点的时间:

将标准贝塞尔函数构造为从 T0 开始的以小时为单位的时间的函数:

根据这些函数计算日食的所有信息. 例如,求食甚的时刻:

与更改为 "TT" 时间系统后所得的值进行比较:

选项  (6)

EclipseType  (1)

默认情况下,SolarEclipse 会给出接下来发生的任意类型的日食:

求下一个不同类型的日食:

确认中间发生的日食不是偏食:

TimeDirection  (2)

默认情况下,SolarEclipse 会给出接下来发生的日食:

查找以前的日食:

查找给定日期之后的第一个日食:

查找同一日期之前的第一个日食:

TimeSystem  (2)

默认情况下,SolarEclipse 返回默认的 Wolfram 语言时间系统中的日期,UTC 的实现扩展为在遥远的过去和未来遵循 UT1:

指定以不同的时间系统给出结果:

查找遥远过去的日食. 注意 DateObject 默认使用不带零年的公历:

改为 "TT" 时间系统会将日期表示移动几天:

仍然是相同的日期:

TimeZone  (1)

默认情况下,SolarEclipse 按用户当地的时区返回日期:

返回不同时区的同一日期:

属性和关系  (5)

日食发生的时间总是非常接近新月出现的时间. 在最近 1000 年中随便取一个日期:

查找该日期之后的第一次日食:

找到日食附近新月出现的时间:

两者相距不到 20 分钟:

日食和新月都可以通过相同的新月数来标识:

日食对应于太阳和月亮在天空中的位置之间角距离的最小值:

对于日全食,角距离的最小值为零:

SolarEclipse 查找并描述月球经过地球和太阳之间发生的日食:

LunarEclipse 查找并描述地球经过太阳和月球之间发生的月食:

它们通常相隔两周左右:

计算给定 Saros 系列的所有日食:

它们都相隔大约一个沙罗周期:

每年有 2 至 5 次日食:

有 5 次日食的年份很少:

下面是日食的类型:

互动范例  (2)

模拟 2024 年 4 月 8 日发生日食时月球阴影在地球上的变化:

研究贝塞尔坐标系中倾斜的椭球体和圆锥体几何相交的情况:

巧妙范例  (2)

构建 2010 年至 2030 年期间日全食的全食路径地图:

取一个沙罗系列中的所有日食:

显示该系列中 centrality polygon 的演变:

Wolfram Research (2014),SolarEclipse,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/SolarEclipse.html (更新于 2024 年).

文本

Wolfram Research (2014),SolarEclipse,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/SolarEclipse.html (更新于 2024 年).

CMS

Wolfram 语言. 2014. "SolarEclipse." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/SolarEclipse.html.

APA

Wolfram 语言. (2014). SolarEclipse. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/SolarEclipse.html 年

BibTeX

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BibLaTeX

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