基本介紹
凌日定義,金星凌日,水星凌日,
凌日定義
凌日即指太陽被一個小的暗星體遮擋。這種小的暗星體經常是太陽系行星。
什麼是金星凌日
什麼是金星凌日也可以解釋為凌日是內行星經過日面的一種天文現象。水星和金星的繞日運行軌道在地球軌道以內，稱內行星。
如果這兩顆行星的一顆恰好從地球與太陽之間經過，地球上的觀察者就會看到有一個黑點從太陽圓面通過，需時大約為一個多小時，人們把這種現象稱為凌日。顯然，地球上的人們能看到的只有水星凌日和金星凌日，如果人類能夠站在火星觀測，則可以看到地球凌日的勝景。
凌日一般以小時為計算單位。天文學家推測，2004年至2012年的凌日均為6小時左右。
金星凌日
簡介
122年前的(1882年)金星凌日照片。照片來源：美國海軍天文台
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，質量是地球的五分之四，平均密度略小於地球。因此，人們常稱金星是地球的姐妹行星。令人費解的是：金星自轉方向為由東向西（與地球自轉方向截然相反），所以金星上看太陽竟是西升東落。而且，金星自轉周期長達243天，比繞日公轉周期224．7天還長，所以金星上的一晝夜相當於地球上的117天。金星的表面溫度高達447攝氏度。
金星和地球位置變化
金星和地球位置變化由於金星是位於地球繞日公轉軌道以內的“內行星”。因此，當金星運行到太陽和地球之間時，我們可以看到在太陽表面有一個小黑點慢慢穿過，這種天象稱之為“金星凌日”。天文學中，往往把相隔時間最短的兩次“金星凌日”現象分為一組。這種現象的出現規律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循環。最近這一組金星凌日的時間為2004年6月8日和2012年6月6日。這主要是由於金星圍繞太陽運轉13圈後，正好與圍繞太陽運轉8圈的地球再次互相靠近，並處於地球與太陽之間，這段時間相當於地球上的8年。
金星有凌日現象，它以兩次凌日為一組，兩次凌日間隔8年，但兩組之間的間隔卻長達100多年，因此金星凌日是百年難遇的。金星凌日看起來就像太陽面龐上的一顆黑痣。
公元17世紀，著名的英國天文學家哈雷曾經提出，金星凌日時，在地球上兩個不同地點同時測定金星穿越太陽表面所需的時間，由此算出太陽的視差，可以得出準確的日地距離。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方法後，曾出現過4次金星凌日，每一次都受到科學家極大重視。
羅蒙諾索夫
羅蒙諾索夫人們用10倍以上倍率的望遠鏡即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍率左右的望遠鏡觀測效果最佳。雖然觀測這次“金星凌日”難度不算很大，但天文專家提醒，在觀看時，千萬不能直接用肉眼、普通的望遠鏡或是照相機觀測，而要戴上合適的濾光鏡，同時觀測時間也不能過長，以免被強烈的陽光灼傷眼睛。
金星凌日觀測指導（紀實）
2004年金星凌日從台北時間6月8日13時13分左右開始，前後持續6小時左右。圖為金星凌日觀測指導。
這次金星凌日雖然說用肉眼也許也能看到，但效果總不會太好。如果您有望遠鏡——無論是小型觀景望遠鏡還是天文望遠鏡——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倍左右觀測最佳。天氣好的話，還可以看到由於金星濃厚的大氣折射成的光圈，景象猶為壯觀。如果當天日面上黑子較多，還可能出現金星掩太陽黑子的現象，使凌日的過程更加有趣。
金星凌日
金星凌日正規的凌日觀測要進行描圖，因此要選擇帶有投影屏的天文望遠鏡。一台帶有赤道儀並配備有電跟的望遠鏡會使你在長時間觀測中更加輕鬆。
下面簡述一下用赤道式望遠鏡的投影法觀測方法。
在入凌前，要把表對得儘量準確，應儘可能的調整好極軸，並把東西線畫好(或把觀測用紙調整好)，把太陽上的可見黑子描繪於觀測用紙上。描圖時，要注意手不要壓螢幕，頭不要碰螢幕，儘量保持螢幕穩定，增加準確度。描完黑子後，就進入了準備的最後階段。這時，眼睛要目不轉睛地注視日面的東邊緣，當看到圓滑的邊緣像日食似的剛開始缺了一小塊時，意味著凌日開始了。應立刻記下時間，這便是入凌時的外切時間(日面東邊緣與金星西邊緣外切的時刻)，並描出外切的位置。同樣，也應記下入凌時的內切時間(日面東邊緣與金星東邊緣內切的時刻)，描出內切的位置。這時，整個金星已經完全處於太陽的圓面之內了。從此刻開始，要每隔半個小時把金星的位置在同一張觀測用紙上描繪一遍，在每個位置上註明時間，直至即將出凌。在此過程中，您可以儘量欣賞這百年一遇的奇觀，看看是否能看到光暈。整個凌日過程將持續6個小時，為了保證儀器的安全，不要總是讓儀器工作，同時也要防止中暑。在休息時，蓋上鏡頭蓋，關掉電跟(如果有的話)，儘可能的讓儀器冷卻。由於投影觀測不用深暗的濾光片或根本不用，目鏡片的溫度常達到幾百度！因此要謹防燙傷和鏡片炸裂，不要用手靠近目鏡。
觀看金星凌日
觀看金星凌日太陽向西方地平線緩緩沉去，眼看著金星就要移出日面了。在出凌時，也要像入凌一樣把兩個切點位置標出。在我國，有很大一部分地區都很難看到完整的出凌，但帶凌的日沒也是一個很好的景觀；如果您看到了整個出凌，不要忘記記錄！如果太陽的光被霧氣消減得過多，投影法觀測不能繼續進行時，可以利用目視觀測。有興趣的話，可以不用望遠鏡，試試能否看到金星。這時，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，觀測活動也接近了尾聲。欣賞一下日落的美景，收拾收拾東西，也該回家了。怎么樣？收穫不小吧！如果你認真觀測了的話，應該得到一張滿滿的觀測表。到家以後，整理數據，最好寫篇觀測日記，當你以後看起來時，又會是一番感受。如果您沒有抓住機會，也沒關係，在2012年還會有一次金星凌日，一定要注意呀，否則就要再等到2117年！
金星入凌和出凌時的兩種有趣的現象
圖左為黑滴現象，右為光環現象
金星入凌和出凌時，細心的觀察者可能會發現所謂的“黑滴”現象。實際上，當我們對著光亮，將兩個手指逐漸靠近，當很接近的時候，可以發現儘管手指還沒有接觸，就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯繫了起來，像是手指間有水滴一樣，這就是所謂的“黑滴”現象。
在凌始內切和凌終內切時，即太陽邊緣和內行星邊緣互相靠得很近即將接觸時，會 發現有非常細的絲將兩個邊緣連線，這就是凌日時的黑滴現象。成因是我們大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠鏡“極限解析度”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，有時候金星視面邊緣會鑲上一絲極細的“暈環”或“光環”。這個“暈環”是由於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，但如果將望遠鏡加濾光片，則會更清楚。“暈環”大小的變化，環亮度是否均勻，是否能在太陽圓輪的背景下看到，這些都是很有意思的。
金星凌日一覽表
公元902年至3097年金星凌日一覽表(台北時間)
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
水星凌日
簡介
水星凌日示意圖原理水星凌日發生的原理與日食相似。由於水星和地球的繞日運行軌道不在同一個平面上，而是有一個7度的傾角。因此，只有水星和地球兩者的軌道處於同一個平面上，而日水地三者又恰好排成一條直線時，在地球上可以觀察到太陽上有一個小黑斑在緩慢移動，這種現象稱為水星凌日。小黑斑是由於水星擋住了太陽射向地球的一部分光而形成的。
地球每年5月8日前後經過水星軌道的降交點，每年11月10日前後又經過水星軌道的升交點。所以，水星凌日只能發生在這兩個日期的前後。
觀察方法
觀察水星凌日必須藉助望遠鏡。它與觀察太陽黑子的方法相似。通常有兩種方法：一是投影法。通過望遠鏡，把太陽投影到一張白紙上進行觀察。二是目視法。在望遠鏡的物鏡（前方）裝上濾光鏡，再進行觀察。天文愛好者可以用燒電焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或電腦軟碟的磁片，幾張重疊起來製成眼鏡，戴上它用雙筒望遠鏡觀察水星凌日。如何選購雙筒望遠鏡？一是口徑（物鏡）越大越好，物鏡（前鏡）直徑70毫米的較理想；二是選購多層鍍膜的物鏡，通常鍍綠膜、藍膜的較好，鍍紅膜的最差。需要著重指出的是，觀察水星凌日，千萬不能用肉眼直接看太陽，要注意保護眼睛。
水星凌日的特點
水星是地球的內行星，直徑為4878千米。2003年水星凌日有三大特點：一是水星距離地球只有8415萬千米，比發生在11月的水星凌日近1737萬千米。二是水星視直徑為12角秒，比發生在11月的水星凌日大五分之一。三是視直徑，水星與太陽相比，為1比158；而11月的水星凌日，為1比193。因此，無論是觀察還是拍攝水星凌日，2003年都是不可多得的良機。
水星凌日的過程
水星凌日發生在5月（降交點）比發生在11月（升交點）少得多。一生中能在5月看到兩次水星凌日的人，鳳毛麟角。廣東雖然有幾千萬人，但至今還沒有發現有人在5月看過兩次水星凌日。未來五次5月的水星凌日將發生在2016年5月9日，2049年5月7日，2062年5月11日，2095年5月9日，2108年5月12日。中國如要下次在5月看到水星凌日的全過程，就要等到2108年5月12日。因為其餘四次水星凌日都發生在夜間，中國不能看到或不能看到全過程。因此，今年5月7日的水星凌日，不可錯過。錯過就要等105年。
2003年5月7日的水星凌日，凌始在13時13分，水星剛好接觸日面；凌甚在15時51分，水星與日面中心相距最近,凌終在18時30分，水星恰好脫離日面。全程歷時5小時17分鐘。這天，廣州日落為18時57分。所以，廣州可觀測到水星凌日的全過程。
21世紀出現的水星凌日
在美國，從愛達荷州北部到德克薩斯州最西端沿線以東地區的居民能看到水星凌日的開始階段，但在水星移出太陽盤面前，日落將干擾他們觀看凌日的視線。水星的小盤面將於美國東部時間下午2時12分(太平洋時間上午11時12分)開始向太陽盤面移動，兩分鐘後將完全遮住太陽盤面。屆時，我們將會看到水星化作一個小黑點，在太陽左下方緩緩移動，黑點相當於太陽直徑的1/194。隨後，水星便會到達太陽盤面的右側(西邊)。接著，從太平洋標準時間下午4時零8分開始，水星將會用時兩分鐘完全移出太陽盤面。在凌日結束前太陽落山的東部地區，最佳觀測地點應該是正西方以南地平線偏低的地區。另外，切記提前一兩天檢查太陽落山地點，以避免樹木和建築屆時擋住視線。
美宇航局太空網評出2003年十佳天文圖片,圖為2003年5月7日的水星凌日時水星穿越太陽的精彩景色。
2006年
11月9日水星凌日全過程
·凌始外切[時間 3:12:04]
·凌始內切[時間 3:13:57]
·凌甚[時間 5:41:04]
·凌終內切[時間 8:08:16]
·凌終外切[時間 8:10:08]
我國主要城市觀凌時間
地名
出凌時間
北京
8時10分38秒
天津
8時10分38秒
上海
8時10分39秒
廣州
8時10分47秒
重慶
8時10分45秒
香港
8時10分47秒
英國廣播公司（BBC）報導，格林尼治時間8日19點32分至9日0點10分（台北時間9日3點32分至8點10分），太陽系內將發生水星凌日的天文奇觀。美洲、東亞和大洋洲的天文學家都已嚴陣以待，準備對此進行觀測。
上一次水星凌日發生在2003年，下一次則將發生在2016年5月9日。本次可見全部水星凌日過程的地區包括美國西部、澳大利亞東南部、紐西蘭、加拿大以及南太平洋地區。可以見到其中一部分過程的地區則包括美國其他地區、東亞及澳大利亞其他地區，包括中國東部。
水星繞太陽運行的周期為88天，但是由於水星和地球的公轉軌道存在一定的夾角，水星、太陽、地球很少會排列在一條直線上。因此這種水星凌日的天象每世紀只會出現13次。
英國皇家天文學會成員皮特-邦德表示：“水星凌日的現象總共將持續5小時，只要這五小時時間裡你所處的地方是白天，你就能夠看到這一天文奇觀。不過這段時間正是歐洲時間的夜晚。”本次水星凌日在歐洲、非洲以及中東等地區都無法看到。
在望遠鏡發明之前，水星凌日是無法觀看的。法國天文學家皮耳-伽桑狄於1631年首次發現這一現象,他的觀測結果隨後被證明可以用於測量太陽系之間的大尺度距離，包括日地距離等。
在水星凌日發生時，我們可以看到水星像一個小黑點一樣從太陽表面慢慢爬過。想要觀看水星凌日必須注意要在望遠鏡上安裝防太陽輻射鏡，或者將觀測圖像傳至顯示屏上觀看，否則會對視力會造成嚴重傷害。在此次水星凌日過程中，夏威夷大學天文學院將觀測水星稀薄大氣中的鈉含量。此外，來自日本、美國、歐洲等國家的多個太空飛行器將進行全程追蹤。
據了解，人類歷史上唯一一次向水星發射飛船是在1974至1975年。美國的“水星信使”號探測器將在2009年抵達水星。
21世紀"水星凌日"具體時間
日期__________凌始外切__內切_____甚_____凌終內切___外切___最小日心距（角秒）__備註
2006 Nov 08____19:12____19:14____21:41____00:08____00:10____422.9____好機會！
2016 May 09____11:12____11:15____14:57____18:39____18:42____318.5____只能出國去看
2019 Nov 11____12:35____12:37____15:20____18:02____18:04____ 75.9____只能出國去看
2032 Nov 13____06:41____06:43____08:54____11:05____11:07____572.1____好機會！
2039 Nov 07____07:17____07:21____08:46____10:12____10:15____822.3____好機會！
2049 May 07____11:03____11:07____14:24____17:41____17:44____511.8____只能出國去看
2052 Nov 09____23:53____23:55____02:29____05:04____05:06____318.7____好機會！大家保重身體
2062 May 10____18:16____18:20____21:36____00:53____00:57____520.5____不能出國的，也許是最後一次
2065 Nov 11____17:24____17:26____20:06____22:46____22:48____180.7____只能出國去看
2078 Nov 14____11:42____11:44____13:41____15:37____15:39____674.3____只能出國去看
2085 Nov 07____11:42____11:45____13:34____15:24____15:26____718.5____只能出國去看
2095 May 08____17:20____17:24____21:05____00:47____00:50____309.8____祝大家壽比南山！
2098 Nov 10____04:35____04:37____07:16____09:56____09:57____214.7____祝大家……吃人參果以後~
（注意：表中時刻全為格林尼治時間，台北時間需加8小時）
水星和ISS（國際空間站）雙重凌日
水星凌日是較為罕見的天象。發生在5月9日時長7.5小時長的這一次是整個21世紀僅有的14次水星凌日中的第三次。國際空間站的凌日現象是比較經常會發生的，然而這兩個事件要同時發生的條件卻還是十分苛刻的。這幅清晰的合成影像攝於美國費城一個精心選擇的地點。國際空間站從右上方向左下方運動，在0.6秒鐘內穿越日盤。水星同時也出現在這幅影像中，就是中央下方那個小而圓的黑色剪影。國際空間站位於450公里的地球低軌道上，看上去比水星要大得多。事實上，水星的距離遠在8400萬公里之外。
水星和ISS（國際空間站）雙重凌日
水星和ISS（國際空間站）雙重凌日