凌日
凌日即指太阳被一个小的暗星体遮挡。这种小的暗星体经常是太阳系行星。
也可以解释为凌日是内行星经过日面的一种天文现象。水星和金星的绕日运行轨道在地球轨道以内，称内行星。
如果这两颗行星的一颗恰好从地球与太阳之间经过，地球上的观察者就会看到有一个黑点从太阳圆面通过，需时大约为一个多小时，人们把这种现象称为凌日。显然，地球上的人们能看到的只有水星凌日和金星凌日[1]，如果人类能够站在火星观测，则可以看到地球凌日的胜景。
凌日一般以小时为计算单位。天文学家推测，2004年至2012年的凌日均为6小时左右。
一、金星凌日
122年前的(1882年)金星凌日照片。照片来源：美国海军天文台
金星，呈金黄色，是天空中最亮的星体，亮度抵得上15颗天狼星。金星，中国古称“太白金星”，若处晨称“启明星”，若处黄昏则称“长庚星”。金星是距离地球最近的行星，平均距离约4150万千米。金星半径为6073千米，比地球半径仅小300千米，体积是地球的0．88倍，质量是地球的五分之四，平均密度略小于地球。因此，人们常称金星是地球的姐妹行星。令人费解的是：金星自转方向为由东向西（与地球自转方向截然相反），所以金星上看太阳竟是西升东落。而且，金星自转周期长达243天，比绕日公转周期224．7天还长，所以金星上的一昼夜相当于地球上的117天。金星的表面温度高达447摄氏度。
又由于水星、金星是位于地球绕日公转轨道以内的“地内行星”。因此，当金星运行到太阳和地球之间时，我们可以看到在太阳表面有一个小黑点慢慢穿过，这种天象称之为“金星凌日”。天文学中，往往把相隔时间最短的两次“金星凌日”现象分为一组。这种现象的出现规律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循环。据天文学家测算，这一组金星凌日的时间为2004年6月8日和2012年6月6日。这主要是由于金星围绕太阳运转13圈后，正好与围绕太阳运转8圈的地球再次互相靠近，并处于地球与太阳之间，这段时间相当于地球上的8年。
公元17世纪，著名的英国天文学家哈雷曾经提出，金星凌日时，在地球上两个不同地点同时测定金星穿越太阳表面所需的时间，由此算出太阳的视差，可以得出准确的日地距离。可惜，哈雷本人活了86岁，从未遇上过“金星凌日”。在哈雷提出他的观测方法后，曾出现过4次金星凌日，每一次都受到科学家的极大重视。
他们不远千里，奔赴最佳观测地点，从而取得了一些重大发现。1761年5月26日金星凌日时，俄罗斯天文学家罗蒙诺索夫，就一举发现了金星大气。19世纪，天文学家通过金星凌日搜集到大量数据，成功地测量出日地距离1.496亿千米（称为一个天文单位）。当今的天文学家们，要比哈雷幸运得多，可以用很多先进的科学手段，去进一步研究地球的近邻金星了！
人们用10倍以上倍率的望远镜即可清楚地看到金星的圆形轮廓，40-100倍率左右的望远镜观测效果最佳。虽然观测这次“金星凌日”难度不算很大，但天文专家提醒，在观看时，千万不能直接用肉眼、普通的望远镜或是照相机观测，而要戴上合适的滤光镜，同时观测时间也不能过长，以免被强烈的阳光灼伤眼睛。
金星凌日观测指导
此次金星凌日从北京时间6月8日13时13分左右开始，前后持续6小时左右。图为金星凌日观测指导。
这次金星凌日虽然说用肉眼也许也能看到，但效果总不会太好。如果您有望远镜——无论是小型观景望远镜还是天文望远镜——都可以获得更好的效果。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圆形轮廓，40-100倍左右观测最佳。天气好的话，还可以看到由于金星浓厚的大气折射成的光圈，景象犹为壮观。如果当天日面上黑子较多，还可能出现金星掩太阳黑子的现象，使凌日的过程更加有趣。
正规的凌日观测要进行描图，因此要选择带有投影屏的天文望远镜。一台带有赤道仪并配备有电跟的望远镜会使你在长时间观测中更加轻松。
在我国的大部分地区，凌日大多从13点左右开始。因此，想观测的朋友们应该在中午之前做好准备，以保证活动有条不紊地进行。下面我简述一下用赤道式望远镜的投影法观测方法。
在入凌前，要把表对得尽量准确，应尽可能的调整好极轴，并把东西线画好(或把观测用纸调整好)，把太阳上的可见黑子描绘于观测用纸上。描图时，要注意手不要压屏幕，头不要碰屏幕，尽量保持屏幕稳定，增加准确度。描完黑子后，就进入了准备的最后阶段。这时，眼睛要目不转睛地注视日面的东边缘，当看到圆滑的边缘像日食似的刚开始缺了一小块时，意味着凌日开始了。应立刻记下时间，这便是入凌时的外切时间(日面东边缘与金星西边缘外切的时刻)，并描出外切的位置。同样，也应记下入凌时的内切时间(日面东边缘与金星东边缘内切的时刻)，描出内切的位置。这时，整个金星已经完全处于太阳的圆面之内了。从此刻开始，要每隔半个小时把金星的位置在同一张观测用纸上描绘一遍，在每个位置上注明时间，直至即将出凌。在此过程中，您可以尽量欣赏这百年一遇的奇观，看看是否能看到光晕。整个凌日过程将持续6个小时，为了保证仪器的安全，不要总是让仪器工作，同时也要防止中暑。在休息时，盖上镜头盖，关掉电跟(如果有的话)，尽可能的让仪器冷却。由于投影观测不用深暗的滤光片或根本不用，目镜片的温度常达到几王朝！因此要谨防烫伤和镜片炸裂，不要用手靠近目镜。
太阳向西方地平线缓缓沉去，眼看着金星就要移出日面了，观测又紧张了起来。在出凌时，也要像入凌一样把两个切点位置标出。在我国，有很大一部分地区都很难看到完整的出凌，但带凌的日没也是一个很好的景观；如果您看到了整个出凌，不要忘记记录！如果太阳的光被雾气消减得过多，投影法观测不能继续进行时，可以利用目视观测。有兴趣的话，可以不用望远镜，试试能否看到金星。这时，太阳往往被折射得很大，角直径接近一角分，金星的黑影也异常明显，眼力不太好的人也能看到。
随着天色暗下来，观测活动也接近了尾声。欣赏一下日落的美景，收拾收拾东西，也该回家了。怎么样？收获不小吧！如果你认真观测了的话，应该得到一张满满的观测表。到家以后，整理数据，最好写篇观测日记，当你以后看起来时，又会是一番感受。如果您没有抓住机会，也没关系，在2012年还会有一次金星凌日，一定要注意呀，否则就要再等上一百多年了！
金星入凌和出凌时的两种有趣的现象
图左为黑滴现象，右为光环现象
金星入凌和出凌时，细心的观察者可能会发现所谓的“黑滴”现象。实际上，当我们对着光亮，将两个手指逐渐靠近，当很接近的时候，可以发现尽管手指还没有接触，就能够看到上下手指之间有阴影把它们联系了起来，像是手指间有水滴一样，这就是所谓的“黑滴”现象。
在凌始内切和凌终内切时，即太阳边缘和内行星边缘互相靠得很近即将接触时，会 发现有非常细的丝将两个边缘连接，这就是凌日时的黑滴现象。成因是我们大气层的视宁度、光的衍射以及望远镜“极限分辨率”的等多种作用造成的视轮边缘的模糊。 除此之外，在入凌和出凌阶段，有时候金星视面边缘会镶上一丝极细的“晕环”或“光环”。这个“晕环”是由于金星大气层顶部反射、散射阳光形成的。使用目镜投影方式可看到它，但如果将望远镜加滤光片，则会更清楚。“晕环”大小的变化，环亮度是否均匀，是否能在太阳圆轮的背景下看到，这些都是很有意思的。
二、水星凌日（transit of Mercury ）在人类历史上，第一次预告水星凌日是"行星运动三大定律"的发现者，德国天文学家开普勒（1571至1630年）。他在1629年预言：1631年11月7 日将发生稀奇天象--水星凌日。当日，法国天文学家加桑迪在巴黎亲眼目睹到有个小黑点（水星）在日面上由东向西徐徐移动。从1631年至2003年，共出现50次水星凌日，其中，发生在11月的有35次，发生在5月的仅有15次。每100年，平均发生水星凌日13.4次。
原理水星凌日发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。因此，只有水星和地球两者的轨道处于同一个平面上，而日水地三者又恰好排成一条直线时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的。
地球每年5月8日前后经过水星轨道的降交点，每年11月10日前后又经过水星轨道的升交点。所以，水星凌日只能发生在这两个日期的前后。
观察方法
观察水星凌日必须借助望远镜。它与观察太阳黑子的方法相似。通常有两种方法：一是投影法。通过望远镜，把太阳投影到一张白纸上进行观察。二是目视法。在望远镜的物镜（前方）装上滤光镜，再进行观察。天文爱好者可以用烧电焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或电脑软盘的磁片，几张重叠起来制成眼镜，戴上它用双筒望远镜观察水星凌日。如何选购双筒望远镜？一是口径（物镜）越大越好，物镜（前镜）直径70毫米的较理想；二是选购多层镀膜的物镜，通常镀绿膜、蓝膜的较好，镀红膜的最差。需要着重指出的是，观察水星凌日，千万不能用肉眼直接看太阳，要注意保护眼睛。
水星凌日的特点水星是地球的内行星，直径为4878千米。2003年水星凌日有三大特点：一是水星距离地球只有8415万千米，比发生在11月的水星凌日近1737万千米。二是水星视直径为12角秒，比发生在11月的水星凌日大五分之一。三是视直径，水星与太阳相比，为1比158；而11月的水星凌日，为1比193。因此，无论是观察还是拍摄水星凌日，2003年都是不可多得的良机。
水星凌日的过程水星凌日发生在5月（降交点）比发生在11月（升交点）少得多。一生中能在5月看到两次水星凌日的人，凤毛麟角。广东虽然有几千万人，但至今还没有发现有人在5月看过两次水星凌日。未来五次5月的水星凌日将发生在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。中国如要下次在5月看到水星凌日的全过程，就要等到2108年5月12日。因为其余四次水星凌日都发生在夜间，中国不能看到或不能看到全过程。因此，今年5月7日的水星凌日，不可错过。错过就要等105年。
2003年5月7日的水星凌日，凌始在13时13分，水星刚好接触日面；凌甚在15时51分，水星与日面中心相距最近,凌终在18时30分，水星恰好脱离日面。全程历时5小时17分钟。这天，广州日落为18时57分。所以，广州可观测到水星凌日的全过程。
21世纪出现的水星凌日2006年11月8日左右水星穿越内合(inferior conjunction)，内合是指水星位于太阳和地球之间的一个点。通常情况下，我们在内合期间看不到这颗距离阳最近的行星。但这一次，水星穿越将会产生令人惊叹的天文现象：当水星的轮廓缓缓移过太阳盘面时，我们用小型望远镜便能看到此次天文奇观。天文学家将这种天文事件称为是“凌日”。业余天文爱好者在观看这一天文奇观时，切记使用适当的滤光镜，避免眼睛被日光灼伤。
凌日是相当罕见的天文奇观。我们从地球上只能看到金星和水星凌日。这是水星在21世纪第二次上演凌日奇观。本世纪水星将14次穿越太阳盘面。从北美西海岸(包括阿拉斯加州中部和南部)、夏威夷、新西兰到澳大利亚东海岸，都可以清楚地看到此次水星凌日全过程。澳大利亚和新西兰的天文爱好者可以在11月9日清晨看到这一奇观。
在美国，从爱达荷州北部到德克萨斯州最西端沿线以东地区的居民能看到水星凌日的开始阶段，但在水星移出太阳盘面前，日落将干扰他们观看凌日的视线。水星的小盘面将于美国东部时间下午2时12分(太平洋时间上午11时12分)开始向太阳盘面移动，两分钟后将完全遮住太阳盘面。届时，我们将会看到水星化作一个小黑点，在太阳左下方缓缓移动，黑点相当于太阳直径的1/194。随后，水星便会到达太阳盘面的右侧(西边)。接着，从太平洋标准时间下午4时零8分开始，水星将会用时两分钟完全移出太阳盘面。在凌日结束前太阳落山的东部地区，最佳观测地点应该是正西方以南地平线偏低的地区。另外，切记提前一两天检查太阳落山地点，以避免树木和建筑届时挡住视线。
美宇航局太空网评出2003年十佳天文图片,图为2003年5月7日的水星凌日时水星穿越太阳的精彩景色。
2006年
11月9日水星凌日全过程
·凌始外切[时间 3:12:04]
·凌始内切[时间 3:13:57]
·凌甚[时间 5:41:04]
·凌终内切[时间 8:08:16]
·凌终外切[时间 8:10:08]
我国主要城市观凌时间
地名
出凌时间
北京
8时10分38秒
天津
8时10分38秒
上海
8时10分39秒
广州
8时10分47秒
重庆
8时10分45秒
香港
8时10分47秒
英国广播公司（BBC）报道，格林尼治时间8日19点32分至9日0点10分（北京时间9日3点32分至8点10分），太阳系内将发生水星凌日的天文奇观。美洲、东亚和大洋洲的天文学家都已严阵以待，准备对此进行观测。
上一次水星凌日发生在2003年，下一次则将发生在2016年5月9日。本次可见全部水星凌日过程的地区包括美国西部、澳大利亚东南部、新西兰、加拿大以及南太平洋地区。可以见到其中一部分过程的地区则包括美国其他地区、东亚及澳大利亚其他地区，包括中国东部。
水星绕太阳运行的周期为88天，但是由于水星和地球的公转轨道存在一定的夹角，水星、太阳、地球很少会排列在一条直线上。因此这种水星凌日的天象每世纪只会出现13次。
英国皇家天文学会成员皮特-邦德表示：“水星凌日的现象总共将持续5小时，只要这五小时时间里你所处的地方是白天，你就能够看到这一天文奇观。不过这段时间正是欧洲时间的夜晚。”本次水星凌日在欧洲、非洲以及中东等地区都无法看到。
在望远镜发明之前，水星凌日是无法观看的。法国天文学家皮耳-伽桑狄于1631年首次发现这一现象,他的观测结果随后被证明可以用于测量太阳系之间的大尺度距离，包括日地距离等。
在水星凌日发生时，我们可以看到水星像一个小黑点一样从太阳表面慢慢爬过。想要观看水星凌日必须注意要在望远镜上安装防太阳辐射镜，或者将观测图像传至显示屏上观看，否则会对视力会造成严重伤害。在此次水星凌日过程中，夏威夷大学天文学院将观测水星稀薄大气中的钠含量。此外，来自日本、美国、欧洲等国家的多个航天器将进行全程追踪。
据了解，人类历史上唯一一次向水星发射飞船是在1974至1975年。美国的“水星信使”号探测器将在2009年抵达水星。
21世纪"水星凌日"具体时间
日期__________凌始外切__内切_____甚_____凌终内切___外切___最小日心距（角秒）__备注
2006 Nov 08____19:12____19:14____21:41____00:08____00:10____422.9____好机会！
2016 May 09____11:12____11:15____14:57____18:39____18:42____318.5____只能出国去看
2019 Nov 11____12:35____12:37____15:20____18:02____18:04____ 75.9____只能出国去看
2032 Nov 13____06:41____06:43____08:54____11:05____11:07____572.1____好机会！
2039 Nov 07____07:17____07:21____08:46____10:12____10:15____822.3____好机会！
2049 May 07____11:03____11:07____14:24____17:41____17:44____511.8____只能出国去看
2052 Nov 09____23:53____23:55____02:29____05:04____05:06____318.7____好机会！大家保重身体
2062 May 10____18:16____18:20____21:36____00:53____00:57____520.5____不能出国的，也许是最后一次
2065 Nov 11____17:24____17:26____20:06____22:46____22:48____180.7____只能出国去看
2078 Nov 14____11:42____11:44____13:41____15:37____15:39____674.3____只能出国去看
2085 Nov 07____11:42____11:45____13:34____15:24____15:26____718.5____只能出国去看
2095 May 08____17:20____17:24____21:05____00:47____00:50____309.8____祝大家寿比南山！
2098 Nov 10____04:35____04:37____07:16____09:56____09:57____214.7____祝大家……吃人参果以后~
（注意：表中时刻全为格林威治时间，北京时间需加8小时）
