日食概述

日全食

太陽比月球寬400倍，但離地球也是400倍遠。由於對稱的緣故，月球的暗影，也就是落在地球表面的陰影，寬度正好可以遮住整個太陽。太陽光球完全被月亮遮住，原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而，也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位於近地點時發生，此時月球的本影錐長度較月地之間距離長，本影錐才能掃到地球表面。由於太陽的實際體積比月球大很多，所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區域見到，因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點。(在全食區之外，所見的食相是偏食)。

日偏食

中國史書上稱“日有食之，不盡如勾”，造成日偏食的原因是因為觀測者落在月球的半影區中，觀測者會看見一部分的太陽被月球的陰影遮蓋，但另一部分仍繼續發光。太陽和月球只有部分重合，依據兩者中心的視距離遠近(太陽被月球遮蓋的最大直徑)來衡量食的大小。通常日偏食是伴隨著其他食相發生，如日全食或日環食或日全環食。但發生在極區的某些日食會是單純的日偏食(不伴隨其他食相)，這是因為月球與黃道面的距離稍遠，只有半影碰到地球表面。

日環食

當月球處於遠地點時，月球的本影錐不能到達地球;到達地球的是由本影錐延長出的偽本影錐。此時月球的視直徑略小於太陽。因此，這時太陽邊緣的光球仍可見，形成一環繞在月球陰影周圍的亮環。(在環食區之外，所見的食相是偏食)。

全環食

全環食只發生在地球表面與月球本影尖端非常接近，或月球與地球表面的距離和月本影的長度很接近的情形下。由於地球為球體之關係，而本影影錐接觸地球時為日全食(常為在食帶中間)，在食帶兩端由於影錐未能接觸地球，致只能有偽本影到達地球之下，所看到的是日環食。所以，當全環食發生時，隨著地月之間的相對運動，會先後出現環食→全食→環食，當然，對於某一個具體的地點來說，在一次日食過程中是不會同時看到全食和環食的。全環食發生機率甚少。

日食、月食是光在天體中沿直線傳播的典型例證。月亮運行到太陽和地球中間並不是每次都發生日食，發生日食需要滿足兩個條件。其一，日食總是發生在朔日(農曆初一)。也不是所有朔日必定發生日食，因為月球運行的軌道(白道)和地球運行的軌道(黃道)並不在一個平面上。白道平面和黃道平面有5°9′的夾角。其二，太陽和月球都移到白道和黃道的交點附近，太陽離交點處有一定的角度(日食限)。

由於月球、地球運行的軌道都不是正圓，日、月同地球之間的距離時近時遠，所以太陽光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、偽本影(月球距地球較遠時形成的)和半影。觀測者處於本影範圍內可看到日全食;在偽本影範圍內可看到日環食;而在半影範圍內只能看到日偏食。

月球表面有許多高山，月球邊緣是不整齊的。在食既或者生光到來的瞬間月球邊緣的山谷未能完全遮住太陽時，未遮住部分形成一個發光區，像一顆晶瑩的“鑽石”;周圍淡紅色的光圈構成鑽戒的“指環”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鑽戒，叫“鑽石環”。有時形成許多特別明亮的光線或光點，好像在太陽周圍鑲嵌一串珍珠，稱作“貝利珠”(貝利是法國天文學家)。

無論是日偏食、日全食或日環食，時間都是很短的。在地球上能夠看到日食的地區也很有限，這是因為月球比較小，它的本影也比較小而短，因而本影在地球上掃過的範圍不廣，時間不長，由於月球本影的平均長度(373293公里)小於月球與地球之間的平均距離(384400公里)，就整個地球而言，日環食發生的次數多於日全食。

日食食相

日全食發生時，根據月球圓面同太陽圓面的位置關係，可分成五種食象：

1.初虧。月球比太陽的視運動走得快。日食時月球追上太陽。月球東邊緣剛剛同太陽西邊緣相“接觸”時叫做初虧，是第一次“外切”，是日食的開始。

2.食既。初虧後大約一小時，月球的東邊緣和太陽的東邊緣相“內切”的時刻叫做食既，是日全食(或日環食)的開始，對日全食來說這時月球把整個太陽都遮住了，對日環食來說這時太陽開始形成一個環;日食過程中，月亮陰影與太陽圓面第一次內切時二者之間的位置關係，也指發生這種位置關係的時刻。

食既發生在初虧之後。從初虧開始，月亮繼續往東運行，太陽圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大，陽光的強度與熱度顯著下降。當月面的東邊緣與日面的東邊緣相內切時，稱為食既。天空方向與地圖東西方向相反。

3.食甚。是太陽被食最深的時刻，月球中心移到同太陽中心距離最近;日偏食過程中，太陽被月亮遮蓋最多時，兩者之間的位置關係;日全食與日環食過程中，太陽被月亮全部遮蓋而兩個中心距離最近時，兩者之間的位置關係。也指發生上述位置關係的時刻。

4.生光。月球西邊緣和太陽西邊緣相“內切”的時刻叫生光，是日全食的結束;從食既到生光一般只有二三分鐘，最長不超過七分半鐘。

對於日食，食甚後，月亮相對日面繼續往東移動。

5.復圓。生光後大約一小時，月球西邊緣和太陽東邊緣相“接觸”時叫做復圓，從這時起月球完全“脫離”太陽，日食結束。

日全食與日環食都有上述5個過程，而日偏食只有初虧、食甚、復圓3個過程，沒有食既、生光。

月食概述

月食可分為月偏食、月全食及半影月食三種。當月球只有部分進入地球的本影時，就會出現月偏食;而當地球的本影的直徑仍相當於月球的2.5倍。所以當地球和月亮的中心大致在同一條直線上，月亮就會完全進入地球的本影，而產生月全食。而如果月球始終只部分為地球本影遮住時，即只有部分地球的本影，就發生月偏食。月球上並不會出現月環食。因為，月球的體積比地球小地球的本影區內，所以不會出現月環蝕這種現象。每年發生月食數一般為2次，最多發生3次，有時一次也不發生。因為在一般情況下，月亮不是從地球本影的上方通過，就是在下方離去，很少穿過或部分通過地球本影，所以一般情況下就不會發生月食。據觀測資料統計，每世紀中半影月食，月偏食、月全食所發生的百分比約為36.60%，34.46%和28.94%。

月食食相

1. 半影食始：月球剛剛和半影區接觸，這時月球表面光度略為減少，但肉眼較難覺察。

2. 初虧(僅月偏食和月全食)：標誌月食開始。月球由東緣慢慢進入地影，月球與地球本影第一次外切。

3. 食既(僅月全食)：月球進入地球本影，並與本影第一次內切。月球剛好全部進入地球本影內。

4.食甚：月圓面中心與地球本影中心最接近的瞬間，此時前後月球表面呈紅銅色或暗紅色。(原因：太陽光經過地球大氣層時發生折射，使光線向內側偏折，但每種光的偏折程度不一樣(色散)，紅光偏折程度最大，最接近地球陰影，映在月球上;此外，由於大氣層的灰塵及雲的含量與位置不同，光線偏折程度會有不同，因此月全食時的月球是暗紅、紅銅、或橙色的。同樣的道理，由於大氣層的折射，朝陽與夕陽不是白色的，而根據高度因為大氣折射程度不同，呈現橙色或紅色。)

5.生光(僅月全食)：月球在地球本影內移動，並與地球本影第二次內切。月球東邊緣與地球本影東邊緣相內切，這時全食階段結束。

6. 復圓(僅月偏食和月全食)：月球逐漸離開地球本影，與地球本影第二次外切。 月球的西邊緣與地球本影東邊緣相外切，這時月食全過程結束。月球被食的程度叫“食分”，它等於食甚時月輪邊緣深入地球本影最遠距離與月球視經之比。

7.半影食終：月球離開半影，整個月食過程正式完結。月偏食沒有食既、生光過程，食甚也只表示最接近地球陰影的時刻。 (十二星座 /astro/)

月食程度的大小用食分來表示。食分等於食甚時，月球視直徑在食甚時進入本影的部分與月球視直徑之比。食甚時如月球恰和本影內切，食分等於1。食甚時如月球更深入本影，食分用大於1的數字表示。月全食的食分大於或等於1。偏食的食分都小於1。半影月食的食分用月球直徑進入半影的部分與月球視直徑之比來表示。半影月食的食分大於0.7時，肉眼才可以覺察到。