日食的种类及形成原因

日食，分为日全食、日偏食、日环食、全环食。 下面我们就分别介绍一下这几种日食，并解释一下日食形成的科学知识。

日(ri)食(shi)(shi)，又作日(ri)蚀，在月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)运行至太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)与地球(qiu)(qiu)(qiu)之间时(shi)(shi)发(fa)生。这时(shi)(shi)对地球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)部(bu)分地区来说，月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)位于(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)前方，因此(ci)来自(zi)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)的(de)(de)部(bu)分或全部(bu)光线被挡(dang)住，因此(ci)看起来好像是太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)的(de)(de)一部(bu)分或全部(bu)消失(shi)(shi)了。日(ri)食(shi)(shi)只在朔，即月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)与太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)呈(cheng)现合的(de)(de)状(zhuang)态时(shi)(shi)发(fa)生。日(ri)食(shi)(shi)分为日(ri)偏食(shi)(shi)、日(ri)全食(shi)(shi)、日(ri)环食(shi)(shi)。观测(ce)日(ri)食(shi)(shi)时(shi)(shi)不能(neng)直(zhi)视(shi)太(tai)(tai)(tai)(tai)阳(yang)(yang)，否则会造成失(shi)(shi)明(ming)。

日全食

太(tai)阳(yang)比月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)宽400倍，但(dan)离(li)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)也是400倍远。由于(yu)对称的(de)(de)(de)缘故，月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)暗影，也就(jiu)是落在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)的(de)(de)(de)阴(yin)(yin)影，宽度正(zheng)好可以遮(zhe)住(zhu)整个(ge)太(tai)阳(yang)。太(tai)阳(yang)光球(qiu)(qiu)(qiu)完(wan)全被(bei)月(yue)亮(liang)遮(zhe)住(zhu)，原(yuan)本(ben)明亮(liang)的(de)(de)(de)太(tai)阳(yang)圆盘被(bei)黑色的(de)(de)(de)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)阴(yin)(yin)影遮(zhe)盖。然而，也只(zhi)有在(zai)日(ri)全食(shi)发生时才(cai)可能用(yong)肉眼观测到模糊的(de)(de)(de)日(ri)冕。日(ri)全食(shi)只(zhi)在(zai)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)位于(yu)近地(di)(di)点时发生，此(ci)时月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)本(ben)影锥长(zhang)度较月(yue)地(di)(di)之间(jian)距离(li)长(zhang)，本(ben)影锥才(cai)能扫到地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)。由于(yu)太(tai)阳(yang)的(de)(de)(de)实(shi)际(ji)体积比月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)大(da)很多，所(suo)以日(ri)全食(shi)通常(chang)只(zhi)能在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)一块非常(chang)小的(de)(de)(de)区域(yu)见(jian)

到，因(yin)为月(yue)亮(liang)的(de)本影对太(tai)阳来说只是(shi)一个小(xiao)点。（在(zai)全(quan)食(shi)区之外，所见的(de)食(shi)相是(shi)偏(pian)食(shi)）。最(zui)近一次日(ri)全(quan)食(shi)发(fa)生于(yu)2012年(nian)(nian)11月(yue)13日(ri)，下一次的(de)日(ri)全(quan)食(shi)将(jiang)发(fa)生于(yu)2015年(nian)(nian)3月(yue)20日(ri)

日偏食

中(zhong)国(guo)史(shi)书上称“日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)有(you)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)之(zhi)，不(bu)(bu)尽如勾”，造成日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)偏(pian)(pian)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)原因(yin)是(shi)(shi)(shi)因(yin)为观测(ce)者落在(zai)月(yue)球(qiu)(qiu)的(de)半(ban)影(ying)区中(zhong)，观测(ce)者会看见一(yi)部(bu)分(fen)的(de)太阳被月(yue)球(qiu)(qiu)的(de)阴影(ying)遮盖，但另一(yi)部(bu)分(fen)仍继续发(fa)(fa)光(guang)。太阳和(he)月(yue)球(qiu)(qiu)只有(you)部(bu)分(fen)重合，依据两者中(zhong)心的(de)视距(ju)离远近(jin)(jin)（太阳被月(yue)球(qiu)(qiu)遮盖的(de)最大(da)直径(jing)）来衡量食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)大(da)小。通(tong)常日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)偏(pian)(pian)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)伴(ban)(ban)随着(zhe)其他(ta)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)，如日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)或日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)环食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)或日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)环食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。但发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)极(ji)区的(de)某些(xie)日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)会是(shi)(shi)(shi)单纯的(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)偏(pian)(pian)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)（不(bu)(bu)伴(ban)(ban)随其他(ta)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相），这(zhei)是(shi)(shi)(shi)因(yin)为月(yue)球(qiu)(qiu)与黄道面的(de)距(ju)离稍远，只有(you)半(ban)影(ying)碰到地(di)球(qiu)(qiu)表面，最近(jin)(jin)一(yi)次(ci)不(bu)(bu)伴(ban)(ban)随其他(ta)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相的(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)偏(pian)(pian)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)于2011年11月(yue)25日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)，下一(yi)次(ci)的(de)不(bu)(bu)伴(ban)(ban)随其他(ta)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相的(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)偏(pian)(pian)食(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)将发(fa)(fa)生(sheng)(sheng)于2014年10月(yue)23日(ri)(ri)(ri)(ri)(ri)。

日环食

当月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)处于(yu)远地(di)点时(shi)，月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)本影(ying)锥(zhui)不能到达地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)；到达地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)是由本影(ying)锥(zhui)延(yan)长出的(de)(de)伪本影(ying)锥(zhui)。此时(shi)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)视直(zhi)径(jing)略小于(yu)太阳。因此，这(zhei)时(shi)太阳边缘(yuan)的(de)(de)光球(qiu)(qiu)(qiu)仍可见(jian)，形成一(yi)环绕(rao)在(zai)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)阴影(ying)周围的(de)(de)亮(liang)环。（在(zai)环食(shi)区之外，所见(jian)的(de)(de)食(shi)相是偏食(shi)）。最近一(yi)次日(ri)环食(shi)发生(sheng)于(yu)2012年5月(yue)20日(ri)，下一(yi)次的(de)(de)日(ri)环食(shi)将发生(sheng)于(yu)2013年5月(yue)10日(ri)。

全环食

全(quan)(quan)环食(shi)(shi)只发生(sheng)在地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)与月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)本影(ying)尖端(duan)非常(chang)接近，或月(yue)(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)与地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)表面(mian)的(de)(de)距离和月(yue)(yue)本影(ying)的(de)(de)长度很接近的(de)(de)情形(xing)下。由于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)为(wei)球(qiu)(qiu)(qiu)体之关(guan)系，而本影(ying)影(ying)锥接触地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)时(shi)为(wei)日(ri)全(quan)(quan)食(shi)(shi)（常(chang)为(wei)在食(shi)(shi)带中(zhong)间），在食(shi)(shi)带两(liang)端(duan)由于(yu)影(ying)锥未能(neng)接触地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)，致只能(neng)有伪本影(ying)到(dao)(dao)达地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)之下，所看到(dao)(dao)的(de)(de)是日(ri)环食(shi)(shi)。所以，当(dang)全(quan)(quan)环食(shi)(shi)发生(sheng)时(shi)，随着地(di)月(yue)(yue)之间的(de)(de)相对(dui)运动，会先后出现环食(shi)(shi)→全(quan)(quan)食(shi)(shi)→环食(shi)(shi)，当(dang)然，对(dui)于(yu)某一(yi)个具体的(de)(de)地(di)点来说，在一(yi)次日(ri)食(shi)(shi)过程(cheng)中(zhong)是不(bu)会同时(shi)看到(dao)(dao)全(quan)(quan)食(shi)(shi)和环食(shi)(shi)的(de)(de)。全(quan)(quan)环食(shi)(shi)发生(sheng)机率(lv)甚少，最近一(yi)次全(quan)(quan)环食(shi)(shi)发生(sheng)于(yu)2005年(nian)4月(yue)(yue)8日(ri)，下一(yi)次的(de)(de)全(quan)(quan)环食(shi)(shi)将(jiang)发生(sheng)于(yu)2013年(nian)11月(yue)(yue)3日(ri)。

日食形成的科学解释

日(ri)食(shi)(shi)、月食(shi)(shi)是光在(zai)天体中沿直线传播的典型例证。月亮(liang)运(yun)行到太阳和地球(qiu)中间并不是每次都(dou)发生(sheng)日(ri)食(shi)(shi)，

发(fa)(fa)生日(ri)(ri)食(shi)需(xu)要满足两个条件。其(qi)(qi)一(yi)，日(ri)(ri)食(shi)总是(shi)发(fa)(fa)生在朔日(ri)(ri)（农历初一(yi)）。也(ye)不(bu)(bu)是(shi)所有(you)朔日(ri)(ri)必定(ding)发(fa)(fa)生日(ri)(ri)食(shi)，因为月球运行的轨道(dao)（白(bai)(bai)道(dao)）和太(tai)阳运行的轨道(dao)（黄道(dao)）并不(bu)(bu)在一(yi)个平(ping)面上(shang)。白(bai)(bai)道(dao)平(ping)面和黄道(dao)平(ping)面有(you)5°9′的夹角。其(qi)(qi)二(er)，太(tai)阳和月球都移(yi)到白(bai)(bai)道(dao)和黄道(dao)的交(jiao)点附近，太(tai)阳离交(jiao)点处有(you)一(yi)定(ding)的角度(du)（日(ri)(ri)食(shi)限）。

由(you)于(yu)月(yue)(yue)球(qiu)、地球(qiu)运行的轨(gui)道都不(bu)是正(zheng)圆，日、月(yue)(yue)同(tong)地球(qiu)之间的距(ju)离时(shi)近时(shi)远，所(suo)以(yi)太(tai)阳光被月(yue)(yue)球(qiu)遮蔽形成(cheng)的影(ying)子，在(zai)地球(qiu)上可(ke)分成(cheng)本(ben)(ben)影(ying)、伪本(ben)(ben)影(ying)（月(yue)(yue)球(qiu)距(ju)地球(qiu)较远时(shi)形成(cheng)的）和半影(ying)。观测(ce)者处于(yu)本(ben)(ben)影(ying)范(fan)围(wei)内可(ke)看(kan)(kan)到(dao)日全食(shi)(shi)；在(zai)伪本(ben)(ben)影(ying)范(fan)围(wei)内可(ke)看(kan)(kan)到(dao)日环食(shi)(shi)；而在(zai)半影(ying)范(fan)围(wei)内只(zhi)能(neng)看(kan)(kan)到(dao)日偏(pian)食(shi)(shi)。

月(yue)球(qiu)表面(mian)有许多高山(shan)，月(yue)球(qiu)边(bian)缘(yuan)是不整(zheng)齐(qi)的(de)(de)(de)。在(zai)食既或(huo)者生(sheng)光到来的(de)(de)(de)瞬间月(yue)球(qiu)边(bian)缘(yuan)的(de)(de)(de)山(shan)谷(gu)未(wei)能完全遮(zhe)(zhe)住太阳时，未(wei)遮(zhe)(zhe)住部分(fen)形(xing)成(cheng)一(yi)个(ge)发光区，像(xiang)一(yi)颗晶莹(ying)的(de)(de)(de)“钻石”；周(zhou)围淡(dan)红色的(de)(de)(de)光圈(quan)构成(cheng)钻戒的(de)(de)(de)“指环”，整(zheng)体(ti)看(kan)来，很像(xiang)一(yi)枚镶嵌着(zhe)璀璨宝(bao)石的(de)(de)(de)钻戒，叫“钻石环”。有时形(xing)成(cheng)许多特别(bie)明(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)光线或(huo)光点，好(hao)像(xiang)在(zai)太阳周(zhou)围镶嵌一(yi)串珍珠，称(cheng)作“贝(bei)利(li)珠”（贝(bei)利(li)是法国(guo)天文学家）。

无论是(shi)日(ri)偏食、日(ri)全(quan)食或日(ri)环食，时(shi)间(jian)(jian)都是(shi)很短(duan)的(de)。在地(di)(di)球上能够看到日(ri)食的(de)地(di)(di)区也(ye)很有(you)限，这是(shi)因为月球比(bi)较小(xiao)，它的(de)本(ben)影也(ye)比(bi)较小(xiao)而(er)短(duan)，因而(er)本(ben)影在地(di)(di)球上扫过的(de)范围不广，时(shi)间(jian)(jian)不长，由于(yu)月球本(ben)影的(de)平均长度(373293公里)小(xiao)于(yu)月球与地(di)(di)球之间(jian)(jian)的(de)平均距离(384400公里)，就整个地(di)(di)球而(er)言，日(ri)环食发生的(de)次数多于(yu)日(ri)全(quan)食。