Tiểu luận môn thiên văn học "NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ TRÊN BẦU TRỜI"

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Tiểu luận môn: Thiên Văn Học


Tên đề tài:








Giáo viên hướng dẫn: Ths. Trần Quốc Hà
Nhóm thực hiện:

Nguyễn Hải Âu
Võ Thị Hoa
Nguyễn Thị Thúy Liễu
Phương Nghĩa
Nguyễn Thị Yến Nhi
Lê Thanh Nhẫn
Đàng Thị Kim Sắc
Đỗ Thị Thanh
Đỗ Thị Hồng Thấm
Nguyễn Thị Phương Thảo (8-4)
Hoàng Thị Thanh Thảo
Nguyễn Thị Phương Thảo (29-1)
Nguyễn Thị Kiều Thu
Nguyễn Thanh Ngọc Thuỷ
Đoàn Thị Minh Thư

Phan Minh Tiến
Nguyễn Kiến Trạch
Lưu Đình Trác
Nguyễn Thành Trung
Lâm Hoàng Minh Tuấn
Bùi Thị Cẩm Tú
Trần Bùi Cẩm Vân
Đặng Ngọc Thanh Vân

Lớp Lý 3 Chính Qui
TPHCM, Tháng 11 Năm 2008
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 1
Mục lục

Mục lục.............................................................................................................. 1

I. HIỆN TƯỢNG MÂY DẠ QUANG:............................................................... 4

I.1. Giới thiệu hiện tượng: ......................................................................................4

I.2. Giải thích hiện tượng: ......................................................................................6

II. HIỆN TƯỢNG CỰC QUANG: ..................................................................... 8

II.1. Giới thiệu hiện tượng:.....................................................................................8

II.2. Giải thích hiện tượng:...................................................................................11

II.3. Ứng dụng: .....................................................................................................16

III. HIỆN TƯỢNG NHẬT THỰC NGUYỆT THỰC:...................................... 17

III.1. Nhật thực .....................................................................................................17

III.1.1. Nhật thực là gì?.......................................................................................17

III.1.2. Các loại nhật thực: ..................................................................................17

III.1.3. Quan sát nhật thực: .................................................................................20

III.2. Nguyệt thực: ................................................................................................23

III.2.1. Nguyệt thực là gì?...................................................................................23

III.2.2. Các loại nguyệt thực: ..............................................................................23

III.2.3. Quan sát nguyệt thực : ............................................................................24

III.3. Nguyên nhân xảy ra hiện tượng nhật thực nguyệt thực và chu trình nhật
thực nguyệt thực: ..................................................................................................24

III.3.1. Nguyên nhân xảy ra nhật thực - nguyệt thực: .........................................25

III.3.2. Chu kì nhật nguyệt thực: .........................................................................27

IV. HIỆN TƯỢNG BIẾN ĐỔI MÀU SẮC TRÊN BẦU TRỜI:....................... 28

IV.1. Cơ sở lý thuyết:.............................................................................................28

IV.1.1. Định luật Rayleigh:.................................................................................28

IV.1.2. Thuyết điện từ về sự tán xạ bởi các hạt nhỏ (xét định tính): ....................29

IV.2. Giải thích hiện tượng:..................................................................................31

IV.2.1. Màu xanh của bầu trời : ..........................................................................31

IV.2.2. Màu của Mặt trời : ..................................................................................33

IV.2.3. Màu của mây, sương mù :.......................................................................35

IV.2.4. Tại sao bầu trời đêm lại đen? ..................................................................37

V. HIỆN TƯỢNG CẦU VÒNG:...................................................................... 40

V.1. Giới thiệu hiện tượng: ...................................................................................40

V.1.1. Cầu vồng là gì? ........................................................................................40

V.1.2. Làm thế nào để quan sát cầu vòng? ..........................................................40

V.2. Giải thích hiện tượng: ...................................................................................41

V.2.1. Giải thích hiện tượng: ..............................................................................41

V.2.2. Vài tính toán về cầu vồng:........................................................................42

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 2
V.2.3. Tại sao bảy sắc cầu vồng lại được sắp sếp theo thứ tự như vậy?...............43

V.2.4. 4/ Tại sao cầu vồng có dạng một vòng cung? ...........................................43

V.2.5. Vùng Alexandre là gì? .............................................................................44

V.2.6. Tại sao không đến được chân cầu vồng? ..................................................45

V.3. Một số cầu vồng đặc biệt: ..............................................................................45

VI. HIỆN TƯỢNG MẶT TRỜI GIẢ: .............................................................. 49

VI.1. Giới thiệu hiện tượng:..................................................................................49

VI.1.1. Hiện tượng mặt trời giả là gì? .................................................................49

VI.1.2. Các nơi xuất hiện mặt trời giả:................................................................49

VI.2. Giải thích hiện tượng:..................................................................................51

VI.2.1. Halo:.......................................................................................................51

VI.2.2. Quầng sáng halo được hình thành như thế nào? ......................................53

VI.2.3. Mặt trời giả hình thành như thế nào?.......................................................60

Tài liệu tham khảo............................................................................................ 62

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 3

Lời ngỏ

Thiên văn luôn là một khoa học lí thú và mới lạ mặc dù đã tồn tại từ rất
lâu. Những ham muốn khám phá về lĩnh vực này khởi đầu từ việc quan sát
các hiện tượng vật lí xảy ra trên bầu trời.
Các hiện tượng thiên văn vật lí xảy ra trên bầu trời rất phong phú và đa
dạng. Việc lí giải chúng đòi hỏi phải có một kiến thức sâu rộng. Mặc dù khoa
học ngày càng phát triển cao và đạt được nhiều thành tựu kì vĩ đặc biệt là
ngành thiên văn vũ trụ, song tầm nhìn của loài người hạn chế và dĩ nhiên
không tránh khỏi vẫn còn những bước mò mẫm trong hành trình chinh phục
kho tàng kiến thức sâu rộng ấy.
Trên tinh thần đam mê học hỏi, nhóm thực hiện nỗ lực hoàn thành bài tiểu
luận “ Những hiện tượng vật lí trên bầu trời” đề cập đến các hiện tượng
quang tiêu biểu trong thiên văn.
Tài liệu này cung cấp những kiến thức rất cơ bản và tổng quát từ nhiều
nguồn tài liệu. Do hạn chế về hiểu biết cũng như trình độ ngoại ngữ nên
trong quá trình thực hiện không tránh khỏi sai sót, nhóm 3 rất mong người
đọc thông cảm và nhiệt tình đóng góp ý kiến để lần thực hiện sau dược tốt
hơn.
Chân thành cảm ơn!
Nhóm thực hiện
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 4

I. HIỆN TƯỢNG MÂY DẠ QUANG:
I.1. Giới thiệu hiện tượng:
 Những đám mây dạ quang (Noctilucent
Cloud hay Night-shining Cloud) là những đám
mây cao trong bầu khí quyển (85km) khúc xạ
ánh sáng vào lúc trời mờ tối (hoàng hôn hay
bình minh) khi mặt trời đã lặn. Lúc đó mây dạ
quang toả sáng bầu trời mà không thấy một
nguồn sáng rõ rệt nào cả. Những hình ảnh
hoàng hôn kỳ thú trên bầu trời về đêm đã trở
thành một trong những thú vui thư giãn phổ biến trên toàn thế giới.
 Dù mây dạ quang trông giống như ở ngoài không gian, nhưng thực ra chúng
vẫn ở trong tầng giữa khí quyển trái đất (độ cao từ 50 đến 85 km). Tầng này không
những rất lạnh (-125
0
C) mà còn rất khô - khô gấp 100 triệu lần không khí ở hoang
mạc Sahara.
 Mây dạ quang là hiện tượng tương đối mới lần
đầu tiên được mô tả vào năm 1885, hai năm sau sự
kiện phun trào của đảo núi lửa Krakatoa (Indonesia).
Núi lửa đã phun một trùm tro bụi và mảnh vụn lên bầu
khí quyển Trái Đất đạt tới độ cao 80 km. Sự kiện này
đã ảnh hưởng tới khí hậu và thời tiết toàn cầu trong nhiều năm và có lẽ đã tạo ra những
đám mây dạ quang đầu tiên.
 Ảnh hưởng của vụ phun trào núi lửa Krakatoa dần dần cũng mất đi, nhưng
những đám mây tích điện màu xanh lục bất thường thì vẫn còn lại. Chúng náu mình
trong tầng giữa mỏng manh của Trái Đất – đây là vùng khí quyển bên trên với áp lực
nhỏ hơn 10.000 lần áp lực trong nước biển. Chúng xuất hiện thường xuyên nhất vào
các tháng mùa hè từ 50 đến 70 độ Bắc và Nam. Một thế kỷ trước đây, chúng bị hạn
chế ở những vĩ độ trên 50, phải đến những nơi như Anh, Scandinavi và Nga, khu vực

bắc Âu và Canada mới nhìn thấy được chúng. Trong những năm gần đây, chúng đã
xuất hiện ở miền Nam bang Utah và Colorado của Mỹ.

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 5
 Ngày 18/2/2003, những phi hành gia trên trạm không
gian quốc tế ISS đã mục kích
một cảnh tượng đẹp mắt: Đó là
những đám mây dạ quang, hay
còn gọi là mây chiếu sáng về
đêm có hình dáng dài mỏng
mảnh màu xanh tuyệt đẹp bay lơ lửng quanh quỹ đạo trái
đất.
 Tháng 1/2003, phi hành gia Don Pettit cũng là một nhà khoa học tại Phòng thí
nghiệm quốc gia Los Alamos cho biết: “Trong nhiều tuần qua, chúng tôi đã được
thưởng thức quang cảnh đẹp mắt của những đám mây này ở vùng nam bán cầu. Chúng
tôi cũng thường thấy chúng khi bay trên bầu trời của đất nước Australia và Nam Mỹ”.
Những người ở trái đất cũng có thể nhìn thấy chúng tỏa sáng lấp lánh sau khi mặt trời
lặn, dẫu rằng nhìn từ không gian vẫn đẹp hơn. Pettit ước tính chiều cao của chúng có
thể lên đến 80-100 km.
 Những đám mây không ngừng rực sáng và trôi dần về phía vùng cực, lần đầu
tiên được vệ tinh ( vệ tinh Aeronomy of Ice in the Mesosphere của NASA) chụp từ vũ
trụ. Loại mây bí ẩn này được gọi là "đèn đêm". Các đám mây hình thành ở độ cao 80
km trên bề mặt đất, trong tầng trên của khí quyển gọi là mesosphere, xuất hiện trong
những tháng hè ở cực Nam cũng như trong mùa hè ở cực Bắc.
Mây dạ quang
phía trên hồ
Saimaa
Một trong những lần đầu

tiên các đám mây sáng rực này
được quan sát từ mặt đất, trên bầu trời
Budapest, Hungary hôm 15/06/2007.
(Ảnh:LiveScience
)


Vào ngày 11/06/2007, chiếc
cameracủa vệ tinh nhân tạo AIM
(Aeronomy of Ice in the Mesosphere ) đã
cung cấp dữ liệu đầu tiên về những đám
mây dạ quang ở Bắc cực thuộc khu vực
châu Âu và Bắc Mỹ. Màu trắng và xanh
sáng hiển thị cấu trúc đám mây dạ quang,
màu đen là những nơi không có dữ liệu.
(Ảnh: LiveScience)

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 6
I.2. Giải thích hiện tượng:
Tro núi lửa Krakatoa có thể là nguyên nhân của năm 1885, nhưng không thể giải
thích được cho hiện tượng của ngày nay. Những đám mây gần trái đất có thể lấy bụi từ
bão gió sa mạc, nhưng thật khó mà bốc bụi lên đến tận tầng giữa của khí quyển. Điều
này có thể là do bụi vũ trụ. Mỗi ngày trái đất tiếp xúc với hàng tấn thiên thạch - những
mẩu vụn chất thải từ các sao chổi và hành tinh nhỏ. Đa số chúng có kích thước phù
hợp với các đám mây dạ quang.
Một nhà vật lý học plasma Paul M. Bellan – giáo sư vật lý ứng dụng tại Viện công
nghệ California (Caltech) cuối cùng đã tìm ra lời giải đáp cho đặc điểm kỳ lạ của
những đám mây dạ quang, chấm dứt bí ẩn kéo dài nhiều thập kỷ. Ông cho biết : “Phạm

vi có mây dạ quang dường như đang tăng lên, có lẽ vì khí hậu toàn cầu đang ấm dần
lên”.
Mây dạ quang là một hiện tượng xảy ra vào mùa hè bởi bầu khí quyển ở độ cao 85
km lạnh nhất khi mùa hè đến, thúc đẩy quá trình hình thành hạt băng tạo nên đám mây.
Các tinh thể nước đá trong mây cần hai điều kiện để phát triển: các phân tử nước và
một cái gì đó để chúng bám vào, chẳng hạn như bụi. Nước tụ tập trên bụi để tạo thành
những giọt nước hay các tinh thể nước đá là một tiến trình được gọi với cái tên “sự cấu
thành hạt nhân” và chúng xảy ra trong tất cả các đám mây bình thường.
Theo các nhà nghiên cứu tại Poker Flat (Alaska), hai mươi lăm năm về trước họ đã
phát hiện đặc tính khác thường rằng đám mây phản chiếu mạnh với ra-đa. Giải thích:
các hạt băng trong mây dạ quang được bao phủ bởi một lớp kim loại mỏng có thành
phần bao gồm natri và sắt. Lớp màng kim loại đã khiến sóng ra-đa phản xạ gợn sóng
trong đám mây giống như hiện tượng tia X phản xạ từ lưới tinh thể (Theo số ra tháng 8
tờ Journal of Geophysical Research-Atmospheres).
Nguyên tử Natri và sắt thu thập được trong tầng khí quyển bên trên sau khi sao băng
siêu nhỏ nổ tung trên bầu trời. Các nguyên tử kim loại này định cư trong lớp hơi nước
mỏng ở ngay trên độ cao nơi xảy ra mây dạ quang. Các nhà thiên văn học mới đây đã
sử dụng lớp Natri để tạo ra ngôi sao chỉ dẫn nhân tạo chiếu sáng nhờ tia laze cho chiếc
kính viễn vọng quang học thích nghi nhằm loại bỏ hiệu ứng gây nhiễu loạn của bầu
khí quyển để có được những bức hình về bầu trời rõ nét hơn.
Các biện pháp xác định độ đậm đặc của các lớp hơi nước có nguyên tử natri và
sắt cho thấy hơi nước kim loại giảm đi tới 80% khi có mây dạ quang hiện diện. Giáo
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 7
sư Bellan cho biết: “Mây dạ quang giống như một cái bẫy ruồi đối với nguyên tử natri
và sắt”. Qua các thí nghiệm thực hiện trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu
khác cũng phát hiện ra rằng ở nhiệt độ lạnh lẽo (-123 độ C) bên trong đám mây dạ
quang, nguyên tử trong hơi nước có natri sẽ nhanh chóng đọng lại trên bề mặt băng để
hình thành màn kim loại.

Giáo sư Bellan nói: “Nếu có các hạt băng phủ kim loại trong mây dạ quang thì
rađa sẽ phản ứng rất mạnh. Hiện tượng này không phải là tổng hợp của các phản ứng
đối với từng hạt băng. Trên thực tế các hạt băng không gây ra phản ứng mạnh đến thế.
Điều mấu chốt chính là các đường gợn sóng của đám mây có chứa hạt băng phủ kim
loại đã phản xạ cùng nhau và củng cố cho nhau, hiện tượng này giống như một đoàn
diễu hành đều bước qua cầu và khiến cây cầu rung chuyển”.

Kết luận:
Mây dạ quang được cấu tạo từ những tinh thể nước đá nhỏ xíu, tương đương với
kích thước của các phân tử khói thuốc lá. Ánh mặt trời phản chiếu từ những tinh thể
này khiến cho chúng có màu xanh đặc trưng. Các hạt băng trong mây dạ quang được
bao phủ bởi một lớp kim loại mỏng có thành phần bao gồm Natri và sắt. Natri và sắt ở
đâu ra ?
 Do tro bụi và mảnh vụn phun trào từ núi lửa lên bầu khí quyển Trái Đất đạt tới
độ cao vào cỡ 80 km.
 Nguyên tử Natri và sắt thu thập được trong tầng khí quyển bên trên sau khi sao
băng siêu nhỏ nổ tung trên bầu trời. Các nguyên tử kim loại này định cư trong lớp hơi
nước mỏng ở ngay trên độ cao nơi xảy ra mây dạ quang.

**************








Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 8
II. HIỆN TƯỢNG CỰC QUANG:
II.1. Giới thiệu hiện tượng:
 Cực quang là một hiện tượng hiếm thấy ở trên Trái Đất, thường xuất hiện vào
buổi đêm, trên vùng trời ở hai cực Trái Đất. Cực quang diễn ra ở Bắc bán cầu Trái Đất
được gọi là bắc cực quang, hay ánh sáng bắc cực; và ở nam bán cầu thì là nam cực
quang hay ánh sáng nam cực..



 Nơi đã xảy ra hiện tượng cực quang: Ở Alaska (Mỹ), phần lớn lãnh thổ Canada,
hay vùng nằm từ vĩ độ 60 trở lên.
Bắc cực quang Nam cực quang
Cực quang ở vùng
nam Australia

Bắc cực quang trên
South Dakota

Một ảnh chụp cực
quang ở Canada.

Cực quang ở Na Uy, thường xảy ra
từ tháng 9 đến tháng 10 và từ tháng 3 đến tháng 4.
Sau đây là một số hình ảnh Bắc cực quang được
nhìn thấy trên bầu trời Longyearbyen, Na Uy sáng
sớm 10-3-2008.
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 9

 Trong thiên văn học, cực quang là một hiện tượng quang học được đặc trưng
bởi sự thể hiện đầy màu sắc của ánh sáng trên bầu trời về đêm. Các dải sáng này liên
tục động và thay đổi làm cho chúng trông giống như những dải lụa màu trên bầu trời.
Đây có thể coi là một trong những hình ảnh đẹp của tự nhiên.
 Biểu hiện:
 Màu sắc cực quang:
Những dải ánh sáng màu hồng, lam,
vàng, tím… rực rỡ và biến ảo khôn
lường. Tia này vừa tắt đi, tia khác lại
xuất hiện, nhảy múa, lung linh đủ màu
sắc...
Phần lớn các cực quang có màu
vàng ánh lục nhưng đôi khi các tia cao
sẽ có màu đỏ ở đỉnh và dọc theo gờ
Tại Juneau, Alaska,
Mỹ
Bắc cực quang ở Alaska
Nam cực
quang trên

Swifts Creek,
Victoria, Úc

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 10
thấp của chúng. Trong một ít trường hợp, ánh sáng Mặt Trời sẽ va phải phần đỉnh của
các tia cực quang tạo ra màu lam nhạt. Trong một số rất ít trường hợp ( khoảng 1 lần
trong 10 năm) cực quang có thể có màu đỏ sẫm như máu từ đỉnh đến đáy.
 Hình ảnh cực quang:
Các điểm đặc trưng của cực quang là chúng có nhiều hình dạng và kích thước. Có
lúc chúng chỉ là một tia sáng mong manh, có khi mang hình dẻ quạt, hình ngọn lửa, rồi
lại hóa thành những vòng cung màu lá cây vắt trên nền trời.
Các cung và tia cực quang cao bắt đầu sáng rõ ở cao độ 100 km trên bề mặt Trái
Đất và kéo dài lên phía trên dọc theo từ trường trong hàng trăm kilômét. Các cung hay
màn này có thể mỏng chỉ khoảng 100 mét khi mở rộng ra đường chân trời. Các cung
cực quang có thể gần như đứng im và sau đó tựa như bàn tay, chúng tạo ra một cái
màn cao, bắt đầu nhảy múa và đổi hướng. Sau nửa đêm quyến rũ, cực quang có thể có
hình dáng loang lổ và các đốm thông thường nhấp nháy sau khoảng mỗi 10 giây cho
đến tận rạng đông.
 Âm thanh cực quang:
Người ta thường cho rằng việc nhìn thấy cực quang bao giờ cũng kèm theo các
tiếng nổ tanh tách hay tiếng kêu rền.
Đối với người Inuit và các nền văn hóa bắc Canada, người ta đã biết một thực tế là
sự diễn ra của các tiếng kêu hay các tiếng hát là điều có thật. Các âm thanh này nghe
thấy chủ yếu khi người quan sát đã rời xa các các chỗ ồn ào hay có chiếu sáng - thông
thường trong các chỗ lạnh giá và không có gió của đêm đông. Việc nghe thấy các âm
thanh lạ được ví với các sự kiện tâm linh và nó được khắc sâu trong trí nhớ của mỗi cá
nhân trong cuộc đời họ.
Các âm thanh cực quang này được so sánh với âm thanh của hợp xướng rạng đông.

Trường đại học công nghệ Helsinki đã thực hiện việc kiểm tra và ghi âm các âm
thanh này. Theo báo Kaleva, người ta đã ghi nhận có các tiếng kêu rền, tiếng ầm và
tiếng nổ khi có các cực quang vùng cực với mức độ sáng cao.
 Cực quang trong văn hoá nhân gian:
Trong thần thoại Bullfinch năm 1855 của Thomas Bulfinch đã có khẳng định rằng
trong thần thoại Na Uy có kể :
Các Valkyrie là các cô gái đồng trinh tựa chiến binh cưỡi ngựa được trang bị áo
giáp và giáo. Khi họ đi về phía mục tiêu của mình, áo giáp của họ tỏa ra ánh sáng lập
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 11
lòe kỳ lạ, nó chiếu sáng toàn bộ bầu trời phương bắc, tạo ra cái mà con người gọi là
"bắc cực quang" hay "ánh sáng phương bắc".
Trong khi nó là một khái niệm gây ấn tượng thì lại không có gì trong văn học của
Na Uy cổ hỗ trợ việc xác nhận nó. Mặc dù cực quang là phổ biến ở Scandinavia và
Iceland ngày nay, nhưng khả năng là cực bắc của địa từ trường đã ở xa một cách
đáng kể với khu vực này trong các thế kỷ trước khi có các tư liệu về thần thoại Na Uy,
điều này giải thích sự thiếu vắng các mối liên quan.
Thay vì thế, tư liệu cổ nhất của người Na Uy về norðrljós được tìm thấy trong biên
niên sử của người Na Uy Konungs Skuggsjá có vào khoảng năm 1250. Người ghi chép
sử đã nghe về hiện tượng này từ những đồng bào trở về từ Greenland, và ông ta đã
đưa ra ba giải thích có khả năng nhất: Đại dương được bao quanh bằng các ngọn lửa
bao la hay ánh sáng mặt trời có thể đến được tới phần đêm của thế giới hoặc các sông
băng có thể tích trữ năng lượng để cuối cùng chúng trở thành huỳnh quang.
Tên gọi cổ trong ngôn ngữ của người Scandinavia cho ánh sáng phương bắc được
dịch ra như là ánh sáng cá trích. Người ta tin rằng ánh sáng phương Bắc là sự phản
chiếu màu sắc của các đàn cá trích lớn lên bầu trời.
Trong tiếng Phần Lan, tên gọi của ánh sáng phương Bắc là revontulet, lửa của cáo.
Theo truyền thuyết, những con cáo tạo ra lửa sống ở Lapland, và revontulet là các tia
lửa tạo ra khi chúng phất đuôi của chúng lên trên trời.

Người Sami tin rằng người ta cần phải đặc biệt cẩn thận và im lặng khi bị quan sát
bởi guovssahasat.
Trong văn hóa dân gian của người Inuit, ánh sáng phương Bắc là các thánh thần
của sự chết chóc đang chơi bóng bằng đầu lâu hải mã trên trời.
II.2. Giải thích hiện tượng:
Vào những năm 80 của thế kỷ 19, người ta khám phá ra rằng từ trường của trái đất
có liên quan đến hiện tượng kỳ ảo này. Khi electron va vào một vật thể nào đó, nó có
thể tạo ra ánh sáng (điều này cũng tương tự như nguyên lý hoạt động của màn hình tivi
và máy tính). Kết quả nghiên cứu khoa học vào các năm 1957-1958 cho rằng khi trên
mặt trời xuất hiện các vết đen, gió mặt trời tạt vào trái đất, mang theo một dòng hạt
năng lượng cao gây ra hiện tượng cực quang (CQ). Các electron và proton trong dòng
hạt này đi vào bầu khí quyển. Dưới ảnh hưởng của địa từ, chúng bị hút về hai cực trái
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 12
đất. Tại đây, chúng va chạm và
kích thích các phân tử khí, làm
các phân tử này phát ra bức xạ
điện từ dưới dạng ánh sáng nhìn
thấy. Bầu khí quyển có rất nhiều
chất như ôxy, nitơ, hêli, hyđrô,
nêon… Dưới tác động của dòng
hạt mang điện, ánh sáng do các
chất khí khác nhau tạo ra cũng
khác nhau, vì thế CQ có muôn
màu ngàn sắc khi các dòng hạt
mang điện tích trong vũ trụ va
chạm với bầu khí quyển.
CQ mạnh nhất có xu hướng
diễn ra sau sự phun trào hàng loạt

của Mặt Trời. CQ khi xuất hiện
mạnh thường đi kèm với những
thay đổi trong địa từ và kéo theo
giao thoa sóng vô tuyến, sóng điện thoại…Thời kỳ mạnh, yếu của CQ có liên quan
chặt chẽ tới chu kỳ hoạt động của mặt trời. Khi mặt trời ở đỉnh chu kỳ, (hoạt động
mạnh nhất), nó bức xạ nhiều hơn mức bình thường. Dòng hạt mang điện va chạm
nhiều hơn với khí quyển, do đó, CQ sẽ xuất hiện rất nhiều và kỳ vĩ.
CQ được sinh ra do sự tương tác của các hạt mang điện tích từ gió mặt trời với lớp
trên của bầu khí quyển và với từ trường của hành tinh. Vì thế chúng là rõ nét nhất ở
các vĩ độ cao gần các cực từ.
 Nguồn gốc:
Nguồn gốc của các CQ là khoảng 149 triệu km tính từ Trái Đất về hướng Mặt Trời.
Các hạt cao năng lượng từ Mặt Trời được đưa vào không gian cùng với gió mặt trời
nóng và luôn luôn tồn tại. Luồng gió này đâm với tốc độ siêu thanh về phía Trái Đất
thông qua khoảng không gian liên hành tinh với vận tốc dao động trong khoảng 300
đến trên 1.000 km/s, mang theo cùng với nó là từ trường mặt trời. Gió mặt trời làm
nhiễu loạn từ trường của Trái Đất để tạo ra quyển từ chứa đầy plasma và có hình dạng
Hình ảnh cực quang trên Trái Đất
Hình ảnh
cực quang
trên Sao
Thổ

Ảnh chụp
của nam cực
quang, chụp
từ tàu vũ trụ
trên quỹ đạo
vào tháng 5
năm 1991,

với cực đại
của địa từ
trường

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 13
tựa sao chổi. Từ trường của Trái Đất có tác dụng như một vật cản, bảo vệ Trái Đất
trước các hạt tích năng lượng và bức xạ trong gió mặt trời. Năng lượng và xung lượng
của hạt được truyền từ gió mặt trời sang quyển từ thông qua một quy trình được biết
như là "tái kết nối từ". Trong quá trình này, các đường sức từ liên hành tinh (xuất phát
từ Mặt Trời) được kết hợp với địa từ trường. Các hạt trong gió mặt trời có thể đi vào
các đường sức từ mới tạo thành. Các nhà vật lý nghiên cứu về CQ gọi đó là "đường
sức từ mở" (các đường này mở vào gió mặt trời). Do áp suất động lực của gió mặt trời,
các đường sức từ mới tạo thành sẽ được di chuyển đối lưu trên đỉnh cực và vào trong
đuôi của quyển từ Trái Đất. Ở đây, sự tái kết nối từ trường mới lại có thể diễn ra, tạo ra
đường sức từ đóng mới. Đường từ trường đối lưu sẽ chứa các hạt gió mặt trời. Một số
hạt sẽ có thể đi tới tầng ion trước khi đường sức từ chạm tới đuôi của quyển từ. Các
hạt này tạo ra CQ ban ngày. CQ ban đêm được tạo ra từ các hạt được gia tốc từ đuôi
quyển từ về hướng Trái Đất. Các hạt này bị chặn lại bởi các đường sức từ đóng.
Các hạt đâm xuống địa từ trường, chạm tới tầng trung hòa của khí quyển trong một
hình gần tròn gọi là ôvan CQ. Hình gần tròn này có tâm ở phía trên cực từ và kích
thước khoảng 3.000 km theo đường kính trong những lúc yên tĩnh. Vòng tròn này lớn
nhanh khi quyển từ bị làm nhiễu loạn. Khu vực có ôvan CQ nói chung tìm thấy trong
phạm vi 60 và 70 ° tính theo vĩ độ bắc hay nam. Trong thời gian Mặt Trời hoạt động
tích cực thì ôvan CQ mở rộng và các CQ có thể được nhìn thấy từ các vĩ độ thấp tới
25-30 ° bắc và nam trong một số trường hợp. Ví dụ, ngày 7 tháng 11 năm 2004, sau
khi có hoạt động phun trào của Mặt Trời mãnh liệt, chúng được nhìn thấy ở xa tới tận
Arizona. Ở vĩ độ 45 ° cực quang có thể nhìn thấy vào khoảng 5 lần/năm, trong khi ở
trên 55 ° thì gần như nhìn thấy chúng mọi đêm.

 Bản chất vật lý:
Cực quang có thể sinh ra bằng tương tác của các hạt
cao năng lượng (thông thường là điện tử) với các
nguyên tử trung hòa trong lớp trên của khí quyển Trái
Đất. Các hạt cao năng lượng này có thể kích thích (do
va chạm) các điện tử hóa trị được liên kết với nguyên
tử trung hòa. Các điện tử bị kích thích sau đó có thể trở
về trạng thái thấp năng lượng nguyên thủy của chúng
và trong quá trình đó giải phóng ra các photon (ánh
Kristian Birkeland và
thực nghiệm mô hình
Trái Đất của ông.

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 14
sáng). Quá trình này giống như sự phóng điện plasma trong đèn neon.
Một trong những nhà khoa học đầu tiên tiến hành mô hình hóa CQ là Kristian
Birkeland (người Na Uy). Mô hình từ trường trái đất của ông, chỉ ra rằng các điện tử
cao năng lượng đâm trực tiếp vào mô hình trái đất được dẫn dắt về phía các cực từ và
sinh ra các vòng ánh sáng xung quanh các cực. Ông cũng giả thiết xa hơn nữa "Các
dòng điện như thế được hình dung là có thể tồn tại chủ yếu nhờ các hiệu ứng thứ cấp
của các hạt tích điện từ mặt trời bị lôi kéo vào không gian" (năm 1908). Các dòng điện
như vậy sau này đã được ủng hộ lớn trong bài báo của Hannes Alfvén. Năm 1969,
Milo Schield, Alex Dessler và John Freeman, sử dụng tên gọi "các dòng điện
Birkeland" lần đầu tiên, mà sự tồn tại của chúng cuối cùng đã được xác nhận năm
1973 nhờ vệ tinh Triad của hải quân.
 Màu sắc cực quang:
Màu cụ thể nào đó của CQ phụ thuộc vào loại khí cụ thể của khí quyển và trạng thái
tích điện của chúng cũng như năng lượng của các hạt đâm vào khí của khí quyển. ôxy

nguyên tử chịu trách nhiệm cho hai màu chính là lục( bước sóng 557.7nm) và đỏ ( 630
nm) ở các cao độ cao. Nitơ sinh ra màu lam (427.8 nm) cũng như màu đỏ biến đổi
nhanh từ ranh giới thấp của các cung CQ đang hoạt động.
CQ xuất hiện là do các hạt mang điện trong luồng vật chất từ Mặt Trời phóng tới
hành tinh, khi các hạt này tiếp xúc với từ trường của hành tinh thì chúng bị đổi hướng
do tác dụng của lực Lorentz. Lực này làm cho các hạt chuyển động theo quỹ đạo xoắn
ốc dọc theo đường cảm ứng từ của hành tinh. Tại hai cực các đường cảm ứng từ hội tụ
lại và làm cho các hạt mang điện theo đó đi sâu vào khí quyển của hành tinh.
Khi đi sâu vào khí quyển các hạt mang điện va chạm với các phân tử, nguyên tử
trong khí quyển hành tinh và kích thích các phân tử này phát sáng. Do thành phần khí
quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau, khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh
sáng có bước sóng khác nhau, tức là nhiều màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải
sáng với nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai cực.
Ngoài ra để tạo ra ánh sáng thì các hạt chứa năng lượng cũng sinh ra nhiệt. Nhiệt bị
làm tiêu tan bởi bức xạ hồng ngoại hay bị mang đi xa bởi các trận gió mạnh trong lớp
trên của khí quyển.



Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 15
 Âm thanh cực quang:
Sự lan truyền của các âm thanh này trong khí quyển (giống như khi người ta nói
làm dao động các phân tử trong không khí) là không chắc chắn. Cực quang diễn ra
khoảng 100 km phía trên Trái Đất trong các điều kiện không khí cực kỳ loãng, có
nghĩa là chúng không thể truyền các âm thanh nghe được đủ xa để có thể chạm tới mặt
đất.
Một khả năng là các sóng điện từ được biến đổi thành sóng âm bởi các vật thể gần
với người quan sát, hoặc trực tiếp ảnh hưởng tới cơ quan thính giác của người quan

sát.
 Biến động Mặt Trời:
Mặt Trời là ngôi sao với một số đặc trưng dao động lớn theo thang thời gian từ vài
giờ đến hàng trăm năm. Hướng của từ trường liên hành tinh cũng như vận tốc và mật
độ của gió mặt trời được điều chỉnh bởi hoạt động của Mặt Trời. Chúng có thể thay
đổi rất mạnh và ảnh hưởng tới hoạt động của địa từ trường. Khi hoạt động của địa từ
trường tăng lên thì rìa dưới của ôvan CQ thông thường sẽ dịch chuyển tới các vĩ độ
thấp hơn. Tương tự, sự phun trào của Mặt Trời cũng xảy ra đồng thời với sự mở rộng
của các ôvan cực quang. Nếu từ trường liên hành tinh có hướng ngược với địa từ
trường thì nó làm tăng luồng năng lượng vào trong quyển từ và do đó làm tăng luồng
năng lượng trong vùng cực của Trái Đất. Điều này sẽ tạo ra hệ quả là sự tăng cường
hoạt động của CQ.
Các nhiễu loạn trong quyển từ Trái Đất gọi là bão từ. Các trận bão từ này có thể tạo
ra sự thay đổi đột ngột trong độ sáng và chuyển động của cực quang, gọi là các bão từ
phụ. Các dao động từ trường của các trận bão từ và bão từ phụ này có thể sinh ra các
thay đổi lớn trong các lưới điện và đôi khi làm hỏng các thiết bị điện trong lưới điện,
tạo ra sự mất điện hàng loạt. Chúng cũng ảnh hưởng tới hoạt động của liên lạc viễn
thông bằng sóng vô tuyến theo các hệ thống vệ tinh-mặt đất và các hệ thống hoa tiêu.
Các trận bão trong quyển từ có thể kéo dài vài giờ hay vài ngày, và các bão từ phụ có
thể diễn ra vài lần trong ngày. Mỗi trận bão phụ có thể giải phóng hàng trăm TJ năng
lượng, nhiều ngang với lượng điện năng tiêu thụ ở Mỹ trong 10 giờ.


Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 16
II.3. Ứng dụng:
 Du lịch cực quang:

Trong những năm gần đây, sự phổ biến của “Du lịch cực quang” đã đem một lượng
lớn du khách tới nhiều điểm về truyền thống là không ở được trong thời gian diễn ra
mùa đông vùng cực. Nhờ có ảnh hưởng làm ấm của các dòng hải lưu ấm và tương đối
dễ tiếp cận của mình nên Iceland và Bắc Scandinavia là các điểm đến phổ biến nhất.
Để có thể quan sát CQ thì ngoài hoạt động của CQ cần có các điều kiện như trời quang
mây và ít ánh sáng không tự nhiên (ánh sáng đèn). Việc chụp ảnh CQ đòi hỏi các máy
ảnh phải được trang bị sao cho của chắn sáng phải mở trên 5 giây. Các pin máy ảnh kỹ
thuật số bị hao rất nhanh trong điều kiện lạnh, vì thế một lời khuyên hữu ích là cần
đem theo các pin dự phòng.
 Đo đạc địa từ trường:
Địa từ trường có thể được đo với các dụng cụ gọi là từ kế. Dữ liệu của nhiều từ kế
cho phép người quan sát lần theo dấu vết của trạng thái hiện tại của địa từ trường. Các
số liệu của từ kế thông thường được đưa ra trong dạng các chỉ số 3 giờ để đưa ra phép
đo định tính của mức độ hoạt động của địa từ trường. Một trong những chỉ số như vậy
gọi là chỉ số K. Giá trị của chỉ số K dao động từ 0 tới 9 và là liên quan trực tiếp với
lượng dao động (tương ứng với ngày yên tĩnh) của địa từ trường trong khoảng thời
gian 3 giờ. Chỉ số K càng cao thì khả năng diễn ra cực quang càng lớn. Chỉ số K như
vậy cần thiết phải gắn liền với một khu vực quan sát cụ thể. Đối với những khu vực
không có trạm quan sát, người ta có thể ước tính giá trị cho chỉ số K này bằng cách
xem dữ liệu của các điểm quan sát gần đó. Trung bình tổng thể của hoạt động cực
quang được chuyển đổi thành chỉ số Kp.
**************

Bức ảnh bên được chụp bởi nhà nhiếp

ảnh chuyên nghiệp Jeff Hapeman khi
ông tới ngắm sao trên hồ Superior tại
Michigan, Hoa Kì.

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 17

III. HIỆN TƯỢNG NHẬT THỰC NGUYỆT THỰC:
III.1. Nhật thực
III.1.1. Nhật thực là gì?
"Nhật thực" là hiện tượng khi Mặt Trăng đi qua giữa Trái Đất và Mặt Trời và che
khuất hoàn toàn hay một phần Mặt Trời khi quan sát từ Trái Đất.
Khái niệm "Nhật thực" có thể được mở rộng ra không chỉ cho việc ánh sáng Mặt
Trời chiếu xuống Trái Đất bị che khuất, mà có thể là hiện tượng ánh sáng từ một ngôi
sao tỏa sáng nào đó (định tính) chiếu xuống một hành tinh đang quay trong quỹ đạo bị
chi phối của nó, bị che khuất bởi một thiên thể nào đó.
Điều này chỉ có thể xảy ra tại thời điểm sóc trăng non được quan sát thấy từ Trái
Đất, khi Mặt Trời và Mặt Trăng giao hội.
Do mặt trăng cùng trái đất tự quay từ tây sang đông, bởi vậy nhật thực bao giờ cũng
bắt đầu xuất hiện từ phía tây.
III.1.2. Các loại nhật thực:
 Lý do để có một số kiểu nhật thực là sự phụ
thuộc vào quỹ đạo hình elíp của Mặt Trăng quanh Trái
Đất.
 Một trong những sự trùng hợp đáng lưu tâm
nhất trong tự nhiên là:
 Mặt Trời nằm cách xa khoảng 400 lần so với
khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng.
 Mặt Trời cũng có đường kính lớn gấp khoảng

400 lần so với Mặt Trăng.
Vì thế, khi quan sát từ Trái Đất, Mặt Trời và Mặt
Trăng có vẻ có cùng kích thước trên bầu trời - khoảng
1/2 độ nếu đo góc. Bởi vì quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất là hình elíp chứ
không phải là hình tròn. Vì vậy, ở một số khoảng thời gian Mặt Trăng ở xa hơn và lúc
khác nó lại ở gần Trái Đất hơn so với khoảng cách trung bình.


Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 18
Nhật thực hình khuyên
 Có bốn kiểu nhật thực:
 Nhật thực toàn phần: xảy ra khi Mặt Trời bị Mặt Trăng che lấp hoàn toàn do
Mặt Trăng ở gần Trái Đất nhất (gần điểm cận địa) nên nó đủ lớn để che khuất hoàn
toàn cả đĩa sáng của Mặt Trời. Đĩa Mặt Trời phát sáng bị che khuất bởi vành tối của
Mặt Trăng, và có thể quan sát thấy vầng hào quang nhạt bên ngoài là ánh sáng đến từ
vành đai nhật hoa của Mặt Trời .
Nhật thực toàn phần chỉ có thể được quan sát thấy từ một dải hẹp trên bề mặt Trái
Đất. Tại một điểm cố định, nhật thực toàn phần chỉ kéo dài vài
phút
(tối đa 7 phút).Ví
dụ nhật thực toàn phần ở
Việt Nam
vào năm
1995
chỉ kéo dài gần 2 phút.

 Nhật thực hình khuyên: xảy ra khi Mặt Trăng ở xa
Trái Đất nhất (gần điểm viễn địa), Mặt Trời và Mặt Trăng
nằm chính xác trên một đường thẳng và kích cỡ biểu kiến
của Mặt Trăng nhỏ hơn kích cỡ biểu kiến của Mặt Trời,
không thể che khuất hoàn toàn Mặt Trời .Vì thế Mặt Trời
vẫn hiện ra như một vòng đai rực rỡ bao quanh Mặt Trăng.
 Nhật thực lai: là một kiểu trung gian giữa nhật thực
toàn phần và nhật thực hình khuyên. Ở một số điểm trên Trái
Đất, nó được quan sát thấy là nhật thực toàn phần; ở những
nơi khác nó lại là nhật thực hình khuyên.
Thuật ngữ chung cho nhật thực toàn
phần, hình khuyên hay nhật thực lai là
nhật thực trung tâm.
nhật thực một phần
Khi nhật thực toàn phần xảy ra,
mặt trăng che khuất hẳn mặt trời

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 19
 Nhật thực một phần: xảy ra khi Mặt Trời và Mặt Trăng không nằm chính xác
trên cùng một đường thẳng, và Mặt Trăng chỉ che khuất một phần của Mặt Trời. Hiện
tượng này thường được quan sát thấy ở nhiều nơi trên Trái Đất bên ngoài đường đi của

nhật thực trung tâm. Tuy nhiên, một số kiểu nhật thực chỉ có thể được quan sát thấy
như là nhật thực một phần, bởi vì đường trung tâm không bao giờ giao nhau với bề
mặt của Trái Đất.
Trước và sau khi xảy ra nhật thực hình khuyên, ta sẽ nhìn thấy nhật thực một phần.
Nhật thực hình khuyên thường xảy ra hơn so với nhật thực toàn phần bởi vì nói chung
Mặt Trăng nằm xa Trái Đất ở khoảng cách ít khi che khuất hoàn toàn được Mặt Trời.

Tỷ lệ giữa kích thước biểu kiến của Mặt Trăng và của Mặt Trời được gọi là độ lớn
của nhật thực.

Vì người quan sát nhật thực (hoặc nguyệt thực) đứng ở vị trí khác nhau trên trái đất
và khoảng cách giữa trái đất với mặt trời cũng khác nhau nên mọi người nhìn thấy
cảnh này diễn ra không giống nhau: Trong hình bên, nếu chúng ta đứng trong dải tối
(3) trên trái đất, tức là trong phạm vi bóng tối mà mặt trăng che khuất hoàn toàn, khi
đó ta sẽ thấy nhật thực toàn phần. Nhưng nếu chúng ta đứng trong vùng sẫm nhạt (2),
ta sẽ nhìn thấy mặt trời bị che khuất một phần, đó là nhật thực một phần.





1. Vùng tối hoàn toàn sau lưng mặt trăng (moon).
2. Vùng tối một phần.
3. Dải đen thẫm trên trái đất (earth), nơi nhật thực toàn phần quét qua.

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 20
III.1.3.

Quan sát nhật thực:

Nhật thực chỉ có thể quan sát thấy tại các vùng trên Trái Đất đang là ban ngày.
Ở các điều kiện thông thường, Mặt Trời quá sáng tới mức rất khó nhìn trực tiếp vào
đó. Tuy nhiên, trong khi xảy ra nhật thực, khi đa phần Mặt Trời bị che khuất, mọi
người cảm thấy dễ nhìn hơn nên cũng thường cố sức quan sát hiện tượng.Thật ra, nhìn
vào Mặt Trời khi nhật thực đang diễn ra cũng nguy hiểm như khi nhìn trực tiếp vào nó,
ngoại trừ chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn khi Mặt Trời bị che khuất "toàn bộ",
(toàn bộ chỉ xuất hiện khi đĩa Mặt Trời bị che khuất hoàn toàn— nó không xảy ra
trong nhật thực hình khuyên). Quan sát đĩa Mặt Trời thông qua bất kỳ một hình thức
trợ giúp quang học như ống nhòm, kính thiên văn, hay thậm chí là một kính ngắm
quang học máy ảnh còn nguy hiểm hơn.
 Quan sát nhật thực một phần và nhật thực hình khuyên:
Theo dõi Mặt trời trong khi nhật thực một phần hay hình khuyên(và khi nhật thực
toàn phần xảy ra mà chúng ta đang đứng ở ngoài bóng đen) yêu cầu chúng ta phải có
thiết bị bảo vệ mắt đặc biệt, hoặc các cách theo dõi gián tiếp.
Đĩa mặt trời có thể xem bằng cách sử dụng những thiết bị lọc để ngăn chặn ảnh
hưởng có hại của bức xạ Mặt trời. Kính râm là không đủ an toàn, vì chúng không ngăn
chặn được các bức xạ của tia hồng ngoại nguy hiểm và không nhìn thấy, đủ để gây ra
hỏng mắt. Bạn chỉ được dùng những bộ lọc ánh sáng mặt trời được thiết kế và được
chứng nhận để xem trực tiếp đĩa Mặt trời.
Cách an toàn nhất để xem đĩa Mặt trời là cách quan sát gián tiếp. Điều này có thể
thực hiện được bằng cách đưa hình ảnh của đĩa Mặt trời lên trên một tờ giấy trắng
hoặc tấm bìa trắng bằng cách dùng một cặp kính hiển vi (che thấu kính của một chiếc),
một kính viễn vọng, hoặc một tấm bìa cứng khác có khoan một lỗ nhỏ (đường kính
khoảng 1mm), thường được gọi là lỗ châm kim. Hình ảnh nhận được này của Mặt trời
có thể xem được một cách an toàn. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để quan sát các
Chu kỳ 1 nhật thực
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 21
vết mặt trời, cũng như là các nhật thực. Tuy vậy, cần phải cẩn thận phòng ngừa không
cho ai được nhìn trực tiếp qua thấu kính. (kính thiên văn, lỗ kim, v.v...)
Quan sát đĩa Mặt trời trên một màn hình video (của một máy quay phim hoặc một
máy quay phim kỹ thuật số) là an toàn, mặc dù chính thiết bị lại có thể bị hư hại do
ánh sáng trực tiếp của Mặt trời. Nhìn qua ô nhìn thấu kính của các máy trên lại không
an toàn.
Các phòng bị an toàn như trên áp dụng cho việc quan sát mặt trời bất kỳ lúc nào trừ
quá trình nhật thực toàn phần .
 Quan sát trong thời gian nhật thực toàn phần:
Trái ngược với những nhận định thông
thường, quan sát giai đoạn toàn phần của một
nhật thực toàn phần bằng mắt thường, kính
hiển vi hay kính thiên văn là an toàn cho mắt,
khi hình Mặt Trời hoàn toàn bị Mặt Trăng che
lấp; thực tế đây là một hình ảnh rất tuyệt mỹ
và đặc sắc, đồng thời nếu xem nó qua bộ lọc
thì rất tối. Nhật hoa sẽ được thấy rõ.
 Những quan sát khác:
Trong khi xảy ra nhật thực, bằng mắt thường ta có thể quan sát thấy một số hiện
tượng đặc biệt. Thông thường, các đốm ánh sáng đi xuyên qua các khe nhỏ giữa tán lá,
có hình tròn. Đó là những hình ảnh của Mặt Trời. Trong nhật thực một phần, các đốm
sáng có hình một phần của Mặt Trời, như trong hình ảnh.
•
Nhật thực trước bình minh hay sau hoàng hôn:

Có thể quan sát thấy một vụ nhật thực đạt tới mức toàn bộ (hay nếu là nhật thực một
phần, gần toàn bộ) trước bình minh hay sau hoàng hôn từ một vị trí đặc biệt. Khi hiện
tượng này xảy ra một thời gian ngắn ngay trước bình minh hay hoàng hôn, bầu trời sẽ
trở nên tối hơn bình thường. Lúc ấy, một vật thể — đặc biệt một hành tinh (thường là

Sao Thuỷ) — có thể được quan sát thấy gần điểm mọc hay lặn của mặt trời trên đường
chân trời nơi không thể nhìn thấy được nếu không xảy ra nhật thực.
• Sự xảy ra đồng thời của nhật thực và sự vượt ngang qua của một hành
tinh:
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 22
Trên nguyên tắc, việc xảy ra đồng thời của nhật thực và sự lướt qua của một hành
tinh là có thể. Nhưng các hiện tượng đó cực kỳ hiếm bởi thời gian diễn ra của chúng
rất ngắn. Lần xảy ra đồng thời hai hiện tượng nhật thực và sự lướt qua của Sao Thuỷ
được diễn ra diễn ra ngày 5 tháng 7 năm 6757, và nhật thực với sự lướt qua của Sao
Kim sẽ diễn ra ngày 5 tháng 4 năm 15232.
Chỉ 5 giờ sau khi Sao Kim lướt qua bề mặt Mặt Trời ngày 4 tháng 6 năm 1769 đã
xảy ra một vụ nhật thực toàn phần, có thể quan sát thấy từ Bắc Mỹ, Châu Âu và ở Bắc
Á là nhật thực một phần. Đây là khoảng thời gian chênh lệch nhỏ nhất giữa hai hiện
tượng trong quá khứ lịch sử.
Hiện tượng thường xảy ra hơn —nhưng vẫn khá hiếm— là sự giao hội của bất cứ
hành tinh nào (đặc biệt không chỉ riêng Sao Thủy và Sao Kim) tại thời điểm diễn ra
nhật thực toàn phần, khi xảy ra hiện tượng đó hành tinh sẽ được quan sát thấy ở rất gần
Mặt Trời đang bị che khuất, mà nếu không xảy ra nhật thực nó sẽ chìm khuất trong
ánh sáng chói của Mặt Trời.
 Ảnh hưởng gây hại mắt:
Nhìn trực tiếp vào quyển sáng của Mặt Trời (đĩa sáng
của chính Mặt Trời), thậm chí chỉ trong vòng vài giây, có
thể gây tổn thương nghiêm trọng cho võng mạc mắt, bởi
vì số lượng lớn những tia bức xạ nhìn thấy và không nhìn
thấy được ra quyển sáng này phát ra. Tổn thương có thể
dẫn tới giảm thị lực vĩnh viễn, thậm chí gây mù loà. Võng
mạc không nhạy cảm với cảm giác đau, và những hậu quả
khi võng mạc bị tổn thương có thể chưa xuất hiện trong

nhiều giờ đồng hồ, vì thế chúng ta không nhận biết được sự thương tổn đang diễn
raNhìn lướt qua toàn bộ hay một phần đĩa Mặt Trời không gây tổn hại vĩnh viễn, bởi vì
đồng tử sẽ khép lại làm giảm bớt ánh sáng của toàn cảnh. Nếu nhật thực gần đạt tới
toàn phần, số lượng ánh sáng giảm bớt khiến đồng tử giãn ra, vì thế võng mạc phải
nhận nhiều ánh sáng hơn khi nhìn vào toàn bộ Mặt Trời. Bởi vì mắt có hốc mắt nhỏ,
khi quan sát kỹ lưỡng, mắt có khuynh hướng dõi theo hình ảnh cho tới khi nó được
võng mạc thu nhận tốt nhất, gây nên thương tổn.
Người dân đang
quan sát hiện
tượng nhật thực

Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 23
III.2. Nguyệt thực:
III.2.1. Nguyệt thực là gì?
Nguyệt thực là hiện tượng thiên văn khi Mặt Trăng đi vào
hình chóp bóng của Trái Đất, đối diện với Mặt Trời.
Trên tất cả các điểm nằm ở bán cầu quay về Mặt Trăng đều
có thể nhìn thấy nguyệt thực.
Vào các đêm rằm Mặt Trăng hướng toàn bộ bề mặt được
Mặt trời chiếu sáng của nó về phía Trái Đất, do đó Mặt trăng rất sáng và có màu vàng.
Tuy nhiên thi thoảng ta vẫn thấy vào đêm rằm Mặt Trăng không có màu vàng mà là
một đĩa tròn có màu đỏ sẫm. Đó là hiện tượng Nguyệt Thực.
Nguyệt thực bắt đầu xuất hiện ở phía đông.
III.2.2. Các loại nguyệt thực:
Trái Đất được Mặt Trời chiếu sáng đồng thời cũng cản các tia sáng từ Mặt Trời tạo
ra một vùng bóng tối trải dài trong không gian. Mặt Trăng chuyển động tròn quanh
Trái Đất nên có thể sẽ “đi” vào vùng tối này. Lúc này Mặt Trăng không còn được Mặt
Trời chiếu sáng trực tiếp, do đó Trăng không sáng như bình thường. Ánh sáng từ Mặt

Trời chiếu tới Trái Đất sẽ để lại phía sau vùng bóng đen và vùng nửa tối.
 Nguyệt thực bán phần: Khi Mặt Trăng đi vào vùng nửa tối ta có bán Nguyệt
thực (Nguyệt thực bán dạ ). Quan sát hiện tượng này ta chỉ thấy Mặt Trăng tối đi một
chút so với bình thường. thường khó nhìn thấy bằng mắt thường do ánh chói của Mặt
Trời giảm thiểu.
 Nguyệt thực toàn phần : Khi Mặt Trăng đi qua và nằm hoàn toàn trong vùng
bóng đen ta có Nguyệt thực toàn phần. Quan sát Mặt Trăng trong hiện tượng này ta
thấy lần lượt xuất hiện tất cả các pha của các trường hợp trước. Đặc biệt hơn khi Mặt
Trăng nằm hoàn toàn trong vùng bóng đen ta sẽ thấy nó có màu đỏ sẫm(do khi có
hiện tượng nguyệt thực toàn phần xảy ra tia Mặt Trời trước khi đến được Mặt Trăng đã
chiếu vào chóp bóng của Trái Đất và bị khí quyển Trái Đất khúc xạ. Các tia sáng bước
sóng ngắn đã bị cản lại hết, chỉ còn các tia có bước sóng dài (đỏ, cam) xuyên qua, do
đó, Mặt Trăng thường hiện ra dưới màu đỏ nhạt. )
Tùy thuộc vào đường đi của Mặt Trăng trong vùng nửa tối mà thời gian quan sát
được Nguyệt thực nhiều hay ít.
Tiểu luận môn thiên văn học GVHD:Th.S Trần Quốc Hà

Trang 24

Nguyệt thực một phần: Khi Mặt Trăng tiếp giáp với vùng bóng đen ta có
Nguyệt thực một phần. Quan sát hiện tượng này ta sẽ thấy cung tròn của bóng Trái Đất
hiện rõ trên Mặt Trăng. Chính nhờ hiện tượng này mà Aristos đã phát hiện ra Trái Đất
có hình cầu.

III.2.3. Quan sát nguyệt thực :
Nguyệt thực thường diễn ra vào các đêm rằm, khi Mặt trăng đi vào vùng tối phía
sau Trái đất. Lúc này Mặt trăng không còn được Mặt trời chiếu sáng trực tiếp nên
không sáng như bình thường. Khi Mặt trăng đi vào vùng bóng nửa tối sẽ diễn ra
nguyệt thực bán dạ, và khi vào vùng tối sẽ có nguyệt thực toàn phần hoặc một phần.

III.3. Nguyên nhân xảy ra hiện tượng nhật thực nguyệt thực và
chu trình nhật thực nguyệt thực:
Nhật thực và nguyệt thực là hiện tượng xảy ra khi Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng
cùng nằm trên một đường thẳng và che khuất lẫn nhau.
Thời xưa, khi chưa có nhiều nhận thức về vũ trụ, con người không hiểu về 2 hiện
tượng này và thường đưa ra các cách giải thích khác nhau:
 Có một câu chuyện thần thoại phương đông kể rằng 2 nữ thần Mặt Trời và Mặt
Trăng là do Ngọc Hoàng sinh ra có nhiệm vụ thay nhau đi giám sát dân cư từng vùng.
Chồng của 2 nữ thần này là một con Gấu. Khi gấu đi với một trong hai người vợ thì
khi đó dưới hạ giới người ta thấy Mặt Trời hoặc Mặt Trăng bại che khuất và người ta
phải đuổi gấu đi bằng cách gõ mạnh vào chiêng ,trống hay cối giã gạo.v.v....
 Cũng có chuyyện cho rằng đó là khi Mặt Trăng hoặc Mặt Trời đã bị gấu ăn mất:
 Ở Thổ Nhĩ Kì, vào năm 1877, người ta đã chĩa súng về phía Mặt Trời bắn
liên tiếp vì cho rằng quỷ Satan đã ăn mất Mặt Trời của họ.
Chu kỳ một
nguyệt thực