日食的種類及形成原因

日食，分為日全食、日偏食、日環(huán)食、全環(huán)食。 下面我們就分別介紹一下這幾種日食，并解釋一下日食形成的科學(xué)知識。

日食，又作日蝕，在月球運(yùn)行至太陽與地球之間時發(fā)生。這時對地球上的部分地區(qū)來說，月球位于太陽前方，因此來自太陽的部分或全部光線被擋住，因此看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。日食只在朔，即月球與太陽呈現(xiàn)合的狀態(tài)時發(fā)生。日食分為日偏食、日全食、日環(huán)食。觀測日食時不能直視太陽，否則會造成失明。

日全食

太陽比月球?qū)?00倍，但離地球也是400倍遠(yuǎn)。由于對稱的緣故，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(fā)生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位于近地點時發(fā)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。由于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(qū)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(qū)之外，所見的食相是偏食）。最近一次日全食發(fā)生于2012年11月13日，下一次的日全食將發(fā)生于2015年3月20日

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(qū)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(xù)發(fā)光。太陽和月球只有部分重合，依據(jù)兩者中心的視距離遠(yuǎn)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(fā)生，如日全食或日環(huán)食或日全環(huán)食。但發(fā)生在極區(qū)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(yuǎn)，只有半影碰到地球表面，最近一次不伴隨其他食相的日偏食發(fā)生于2011年11月25日，下一次的不伴隨其他食相的日偏食將發(fā)生于2014年10月23日。

日環(huán)食

當(dāng)月球處于遠(yuǎn)地點時，月球的本影錐不能到達(dá)地球；到達(dá)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于太陽。因此，這時太陽邊緣的光球仍可見，形成一環(huán)繞在月球陰影周圍的亮環(huán)。（在環(huán)食區(qū)之外，所見的食相是偏食）。最近一次日環(huán)食發(fā)生于2012年5月20日，下一次的日環(huán)食將發(fā)生于2013年5月10日。

全環(huán)食

全環(huán)食只發(fā)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。由于地球為球體之關(guān)系，而本影影錐接觸地球時為日全食（常為在食帶中間），在食帶兩端由于影錐未能接觸地球，致只能有偽本影到達(dá)地球之下，所看到的是日環(huán)食。所以，當(dāng)全環(huán)食發(fā)生時，隨著地月之間的相對運(yùn)動，會先后出現(xiàn)環(huán)食→全食→環(huán)食，當(dāng)然，對于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(huán)食的。全環(huán)食發(fā)生機(jī)率甚少，最近一次全環(huán)食發(fā)生于2005年4月8日，下一次的全環(huán)食將發(fā)生于2013年11月3日。

日食形成的科學(xué)解釋

日食、月食是光在天體中沿直線傳播的典型例證。月亮運(yùn)行到太陽和地球中間并不是每次都發(fā)生日食，

發(fā)生日食需要滿足兩個條件。其一，日食總是發(fā)生在朔日（農(nóng)歷初一）。也不是所有朔日必定發(fā)生日食，因為月球運(yùn)行的軌道（白道）和太陽運(yùn)行的軌道（黃道）并不在一個平面上。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）。

由于月球、地球運(yùn)行的軌道都不是正圓，日、月同地球之間的距離時近時遠(yuǎn)，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(yuǎn)時形成的）和半影。觀測者處于本影范圍內(nèi)可看到日全食；在偽本影范圍內(nèi)可看到日環(huán)食；而在半影范圍內(nèi)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(fā)光區(qū)，像一顆晶瑩的“鉆石”；周圍淡紅色的光圈構(gòu)成鉆戒的“指環(huán)”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鉆戒，叫“鉆石環(huán)”。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(xué)家）。

無論是日偏食、日全食或日環(huán)食，時間都是很短的。在地球上能夠看到日食的地區(qū)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范圍不廣，時間不長，由于月球本影的平均長度(373293公里)小于月球與地球之間的平均距離(384400公里)，就整個地球而言，日環(huán)食發(fā)生的次數(shù)多于日全食。