我們所見的日食其實是一種常見的天文現象。當月球繞地球轉到太陽和地球中間,如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線,月球擋住了太陽射到地球上的光,月球身後的黑影正好落到地球上,這時就發生日食現象。

所謂“食”就是指一個天體被另一個天體或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食發生的原理是地球上的局部地區被月影所遮蓋而造成的。

眾所周知,月球是圍繞地球轉動的,地球又帶著月球一起繞著太陽公轉,當月球運行到太陽和地球之間,三者差不多成一條直線時,月影擋住了太陽,於是就發生了日食。

日環食

日食主要有日偏食、日環食及日全食三種。三種不同的日食的發生都與太陽、月球和地球三者的相互變化著的位置有關,並且也決定於月球與地球之間的距離變化。天文學家稱環食和全食為中心食。中心食的過程中必然會發生日偏食。

日偏食

什麼叫日偏食、日環食及日全食呢?顧名思義,月球遮住太陽的一部分叫日偏食。月球隻遮住太陽的中心部分,在太陽周圍還露出一圈日光,好像一個光環似的叫日環食。太陽被完全遮住的叫日全食。

日全食

月球比太陽小得多,它的直徑大約是太陽直徑的四百分之一,而月球與地球間距離也差不多是太陽與地球間距離的四百分之一,所以從地球上看,月亮與太陽的圓麵大小差不多相等,因而能因光線遮擋而發生日食。

地球公轉和月球公轉的軌道都是橢圓的,不論是太陽與地球間距離,還是月球與地球間距離,並不是固定不變的,而有時比較遠,有時又比較近,因此月球本影的長短也不一樣,月球本影最長時有379660千米,最短時為367000千米,而地球與月球之間的距離最近時為356700千米,最遠時達406700千米。如果某個時刻月球本影比地球與月球之間的距離大,地球上被月球本影掃過的地帶就可以看到日全食。如果月球本影比地球與月球之間的距離小,月球本影的尖端到不了地球的表麵,那麼在影尖延長出來的小影錐(叫偽本影)掃過的地帶就可以看到日環食。被月球半影掃過的地帶均可以看到日偏食,在偏食區內離全食區越近,偏食的程度就越大。月球本影和半影沒有掃過的地方,根本看不見日食。

日食的過程可分為初虧、食既、食甚、生光、複圓五個階段,初虧、食既、生光和複圓又分別稱為第一、第二、第三、第四接觸。而隻有日全食才擁有全部過程,日偏食和日環食則沒有食既和生光。

初虧

初虧:太陽與月球第一次外切,太陽光球西麵剛切入月球東麵的時刻。

食既

食既:太陽與月球第一次內切,太陽光球剛完全被月球掩蔽的時刻。

食甚

食甚:月球中心與太陽中心距離最小的時刻。

生光:太陽與月球第二次內切,太陽光球剛從月球西麵露出來的時刻。

生光複圓之間的太陽

複圓:太陽與月球第二次外切,太陽光球剛完全離開月球背後的時刻。

日食的開始是默默無聞的。在太陽的西邊緣,由月影產生一個小小的缺口,這意味著月球已開始侵占太陽表麵了。這個小缺口在逐漸增大,直到約一個半小時後,太陽的表麵幾乎完全被侵占,隻剩一條娥眉月形的亮帶。以上構成了日食的偏食階段。接下來直到全食發生的幾分鍾是很壯觀的:氣溫驟然下降、天空變暗、群星浮現、一團淡黃色的薄霧籠罩著遠方的地平線。當窄窄的彎月形的光邊穿過月麵上粗糙不平的穀地時,就變成一係列的小珠子。這些光斑成為“貝利珠”。

日食過程中的貝利珠

在地球上,人們開始看到陽光逐漸減弱,太陽麵被圓的黑影遮住,天色轉暗。全部遮住時,天空中可以看到最亮的恒星和行星。幾分鍾後,從月球黑影邊緣逐漸露出陽光,開始生光、複圓。由於月球比地球小,隻有在月影中的人們才能看到日食。月球把太陽全部擋住時發生日全食,遮住一部分時發生日偏食,遮住太陽中央部分發生日環食。無論是日偏食、日全食或日環食,時間都是很短的,發生日全食的延續時間不超過7分58秒。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,時間也不長。由於月球本影的平均長度(373293千米)小於月球與地球之間的平均距離(384400千米),就整個地球而言,日環食發生的次數多於日全食。