凌日即指太陽被一個(gè)小的暗星體遮擋。這種小的暗星體經(jīng)常是太陽系行星。也可以解釋為凌日是內(nèi)行星經(jīng)過日面的一種天文現(xiàn)象。水星和金星的繞日運(yùn)行軌道在地球軌道以內(nèi)，稱內(nèi)行星所謂行星凌日，成因是光的直線傳播定律。當(dāng)?shù)厍?，太陽，該行星在同一直線上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這樣的奇異天文景觀。預(yù)報(bào)水 - 金星凌日的計(jì)算方法和凌日?qǐng)D的繪制方法,建立了一套完整的預(yù)報(bào)程序。

金星

簡介

122年前的 - 1882年金星凌日照片。照片來源：美國海軍天文臺(tái)金星，呈金黃色，是天空中最亮的星體，亮度抵得上15顆天狼星。金星，中國古稱“太白金星”，若處晨稱“啟明星”，若處黃昏則稱“長庚星”。金星是距離地球最近的行星，平均距離約4150萬千米。金星半徑為6073千米，比地球半徑僅小300千米，體積是地球的0．88倍，質(zhì)量是地球的五分之四，平均密度略小于地球。

又由于水星、金星是位于地球繞日公轉(zhuǎn)軌道以內(nèi)的“地內(nèi)行星”。因此，當(dāng)金星運(yùn)行到太陽和地球之間時(shí)，我們可以看到在太陽表面有一個(gè)小黑點(diǎn)慢慢穿過，這種天象稱之為“金星凌日”。天文學(xué)中，往往把相隔時(shí)間最短的兩次“金星凌日”現(xiàn)象分為一組。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)規(guī)律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循環(huán)。據(jù)天文學(xué)家測(cè)算，這一組金星凌日的時(shí)間為2004年6月8日和2012年6月6日。這主要是由于金星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)13圈后，正好與圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)8圈的地球再次互相靠近，并處于地球與太陽之間，這段時(shí)間相當(dāng)于地球上的8年。

公元17世紀(jì)，著名的英國天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)提出，金星凌日時(shí)，在地球上兩個(gè)不同地點(diǎn)同時(shí)測(cè)定金星穿越太陽表面所需的時(shí)間，由此算出太陽的視差，可以得出準(zhǔn)確的日地距離。可惜，哈雷本人活了86歲，從未遇上過“金星凌日”。在哈雷提出他的觀測(cè)方法后，曾出現(xiàn)過4次金星凌日，每一次都受到科學(xué)家極大重視。

他們不遠(yuǎn)千里，奔赴最佳觀測(cè)地點(diǎn)，從而取得了一些重大發(fā)現(xiàn)。1761年5月26日金星凌日時(shí)，俄羅斯天文學(xué)家羅蒙諾索夫，就一舉發(fā)現(xiàn)了金星大氣。19世紀(jì)，天文學(xué)家通過金星凌日搜集到大量數(shù)據(jù)，成功地測(cè)量出日地距離1.496億千米（稱為一個(gè)天文單位）。當(dāng)今的天文學(xué)家們，要比哈雷幸運(yùn)得多，可以用很多先進(jìn)的科學(xué)手段，去進(jìn)一步研究地球的近鄰金星了！

人們用10倍以上倍率的望遠(yuǎn)鏡即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍率左右的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)效果最佳。雖然觀測(cè)這次“金星凌日”難度不算很大，但天文專家提醒，在觀看時(shí)，千萬不能直接用肉眼、普通的望遠(yuǎn)鏡或是照相機(jī)觀測(cè)，而要戴上合適的濾光鏡，同時(shí)觀測(cè)時(shí)間也不能過長，以免被強(qiáng)烈的陽光灼傷眼睛。

金星觀測(cè)指導(dǎo)

此次金星凌日從北京時(shí)間6月8日13時(shí)13分左右開始，前后持續(xù)6小時(shí)左右。圖為金星凌日觀測(cè)指導(dǎo)。

這次金星凌日雖然說用肉眼也許也能看到，但效果總不會(huì)太好。如果您有望遠(yuǎn)鏡——無論是小型觀景望遠(yuǎn)鏡還是天文望遠(yuǎn)鏡——都可以獲得更好的效果。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍左右觀測(cè)最佳。天氣好的話，還可以看到由于金星濃厚的大氣折射成的光圈，景象猶為壯觀。如果當(dāng)天日面上黑子較多，還可能出現(xiàn)金星掩太陽黑子的現(xiàn)象，使凌日的過程更

加有趣。

正規(guī)的凌日觀測(cè)要進(jìn)行描圖，因此要選擇帶有投影屏的天文望遠(yuǎn)鏡。一臺(tái)帶有赤道儀并配備有電跟的望遠(yuǎn)鏡會(huì)使你在長時(shí)間觀測(cè)中更加輕松。

在我國的大部分地區(qū)，凌日大多從13點(diǎn)左右開始。因此，想觀測(cè)的朋友們應(yīng)該在中午之前做好準(zhǔn)備，以保證活動(dòng)有條不紊地進(jìn)行。下面我簡述一下用赤道式望遠(yuǎn)鏡的投影法觀測(cè)方法。

是否能看到光暈。整個(gè)凌日過程將持續(xù)6個(gè)小時(shí)，為了保證儀器的安全，不要總是讓儀器工作，同時(shí)也要防止中暑。在休息時(shí)，蓋上鏡頭蓋，關(guān)掉電跟 - 如果有的話，盡可能的讓儀器冷卻。由于投影觀測(cè)不用深暗的濾光片或根本不用，目鏡片的溫度常達(dá)到幾百度！因此要謹(jǐn)防燙傷和鏡片炸裂，不要用手靠近目鏡。

太陽向西方地平線緩緩沉去，眼看著金星就要移出日面了，觀測(cè)又緊張了起來。在出凌時(shí)，也要像入凌一樣把兩個(gè)切點(diǎn)位置標(biāo)出。在我國，有很大一部分地區(qū)都很難看到完整的出凌，但帶凌的日沒也是一個(gè)很好的景觀；如果您看到了整個(gè)出凌，不要忘記記錄！如果太陽的光被霧氣消減得過多，投影法觀測(cè)不能繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，可以利用目視觀測(cè)。有興趣的話，可以不用望遠(yuǎn)鏡，試試能否看到金星。這時(shí)，太陽往往被折射得很大，角直徑接近一角分，金星的黑影也異常明顯，眼力不太好的人也能看到。

隨著天色暗下來，觀測(cè)活動(dòng)也接近了尾聲。欣賞一下日落的美景，收拾收拾東西，也該回家了。怎么樣？收獲不小吧！如果你認(rèn)真觀測(cè)了的話，應(yīng)該得到一張滿滿的觀測(cè)表。到家以后，整理數(shù)據(jù)，最好寫篇觀測(cè)日記，當(dāng)你以后看起來時(shí)，又會(huì)是一番感受。如果您沒有抓住機(jī)會(huì)，也沒關(guān)系，在2012年還會(huì)有一次金星凌日，一定要注意呀，否則就要再等上一百多年了！

金星入凌和出凌時(shí)的兩種有趣的現(xiàn)象

圖左為黑滴現(xiàn)象，右為光環(huán)現(xiàn)象

金星入凌和出凌時(shí)，細(xì)心的觀察者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)所謂的“黑滴”現(xiàn)象。實(shí)際上，當(dāng)我們對(duì)著光亮，將兩個(gè)手指逐漸靠近，當(dāng)很接近的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)盡管手指還沒有接觸，就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯(lián)系了起來，像是手指間有水滴一樣，這就是所謂的“黑滴”現(xiàn)象。

在凌始內(nèi)切和凌終內(nèi)切時(shí)，即太陽邊緣和內(nèi)行星邊緣互相靠得很近即將接觸時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有非常細(xì)的絲將兩個(gè)邊緣連接，這就是凌日時(shí)的黑滴現(xiàn)象。成因是我們大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠(yuǎn)鏡“極限分辨率”的等多種作用造成的視輪邊緣的模糊。除此之外，在入凌和出凌階段，有時(shí)候金星視面邊緣會(huì)鑲上一絲極細(xì)的“暈環(huán)”或“光環(huán)”。這個(gè)“暈環(huán)”是由于金星大氣層頂部反射、散射陽光形成的。使用目鏡投影方式可看到它，但如果將望遠(yuǎn)鏡加濾光片，則會(huì)更清楚。“暈環(huán)”大小的變化，環(huán)亮度是否均勻，是否能在太陽圓輪的背景下看到，這些都是很有意思的。

金星一覽表

902年11月26日金星從日面北緣掠過

910年11月24日

1032年5月24日至25日

1040年5月22日

1145年11月26日金星從日面北緣掠過

1153年11月24日

1275年5月26日

1283年5月23日

1388年11月26日金星從日面北緣掠過

1396年11月23日至24日

1518年5月26日

1526年5月24日

1631年12月7日

1639年12月4日至5日

1761年6月6日

1769年6月4日

1874年12月9日

1882年12月6日至7日

2004年6月8日

2012年6月6日

2117年12月11日

2125年12月8日至9日

2247年6月11日

2255年6月9日

2360年12月13日

2368年12月10日至11日

2490年6月12日至13日

2498年6月10日

2603年12月16日

2611年12月13日

2733年6月15日至16日

2741年6月13日

2846年12月17日

2854年12月14日金星從日面南緣掠過

2976年6月17日

2984年6月14日至15日

3089年12月19日

3097年12月16日金星從日面南緣掠過

水星

在人類歷史上，第一次預(yù)告水星凌日是"行星運(yùn)動(dòng)三大定律"的發(fā)現(xiàn)者，德國天文學(xué)家開普勒（1571至1630年）。他在1629年預(yù)言：1631年11月7日將發(fā)生稀奇天象–水星凌日。當(dāng)日，法國天文學(xué)家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個(gè)小黑點(diǎn)（水星）在日面上由東向西徐徐移動(dòng)。從1631年至2003年，共出現(xiàn)50次水星凌日，其中，發(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次。每100年，平均