日食全過程(圖)

　　由于地球軌道與月球軌道有一個5度的夾角，在特定的時間月球會運行至一個特別的位置，令太陽、月球及地球連成一線，這時月球剛好遮掩了太陽的光球，這樣便形成一次日食。

　　日全食形成原因示意圖

　　一次日全食的過程可以包括以下五個時期：初虧、食既、食甚、生光、復圓。

　　初虧

　　由于月亮自西向東繞地球運轉，所以日食總是在太陽圓面的西邊緣開始的。當月亮的東邊緣剛接觸到太陽圓面的瞬間（即月面的東邊緣與月面的西邊緣相外切的時刻），稱為初虧。初虧也就是日食過程開始的時刻。

　　食既

　　從初虧開始，就是偏食階段了。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。此時整個太陽圓面被遮住，因此，食既也就是日全食開始的時刻。

　　在太陽將要被月亮完全擋住時，在日面的東邊緣會突然出現一弧像鉆石似的光芒，好像鉆石戒指上引人注目的閃耀光芒，這就是鉆石環，同時在瞬間形成為一串發光的亮點，像一串光輝奪目的珍珠高高地懸掛在漆黑的天空中，這種現象叫做珍珠食，英國天文學家倍利最早描述了這種現象，因此又稱為倍利珠。這是由于月球表面有許多崎嶇不平的山峰，當陽光照射到月球邊緣時，就形成了倍利珠現象。倍利珠出現的時間很短，通常只有一二秒鐘，緊接著太陽光就全部被遮蓋住而發生日全食了。

　　日全食時，大地變得昏暗，獸驚歸巢穴。這時天空中就會出現一番奇妙的景色：明亮的星星出來了，在原來太陽所在的位置上，只見暗黑的月輪，在它的周圍呈現出一圈美麗的、淡紅色的光輝，這就是太陽的色球層；在色球層的外面還彌漫著一片銀白色或淡藍色的光芒，這就是太陽外層的大氣—日冕；在淡紅色色球的某些地區，還可以看到一些向上噴發的像火焰似的云霧，這就是日珥。日珥是色球層上部氣體猛烈運動所形成的氣體“噴泉”。色球層、日餌、日冕都是太陽外層大氣的組成部分，平時在一定的條件下也可以觀測到，但在日全食時，這些現象可以看得特別清楚。

　　食甚

　　食既以后，月輪繼續東移，當月輪中心和日面中心相距最近時，就達到食甚。對日偏食來說，食甚是太陽被月亮遮去最多的時刻。

　　生光

　　月亮繼續往東移動，當月面的西邊緣和日面的西邊緣相內切的瞬間，稱為生光，它是日全食結束的時刻。在生光將發生之前，鉆石環、倍利珠的現象又會出現在太陽的西邊緣，但也是很快就會消失。接著在太陽西邊緣又射出一線刺眼的光芒，原來在日全食時可以看到的色球層、日珥、日冕等現象迅即隱沒在陽光之中，星星也消失了，陽光重新普照大地。

　　復圓

　　生光之后，月面繼續移離日面，太陽被遮蔽的部分逐漸減少，當月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那，稱為復圓。這時太陽又呈現出圓盤形狀，整個日全食過程就宣告結束了。

　　日偏食的過程和日全食過程大致相同，由于它只發生偏食，因此就只有初虧、食甚和復圓，而沒有食既和生光這兩個階段。日環食則同樣有初虧、食既、食甚、生光和復圓等階段。

　　天文臺對日全食或日環食進行預報時，往往要把這五個階段的時間報告出來。人們根據這些報告就可以了解整個日食的過程，并進行觀測。至于日偏食，天文臺在預報時，當然就只給出初虧、食甚和復圓這三個時刻。

　　我們在日食的預報中，常常還可以看到“食分”這樣一個詞，它是用來表示日食的程度。對于日食而言，食分并不表示太陽圓面被遮俺的面積，而是表示日面直徑的被遮部分與太陽直徑的比值。以太陽的直徑作為1，如果食分為0.5，這就表示太陽的直徑被遮去了一半；如果食分為1，那就是太陽的整個圓面被遮住，那就是日全食。很顯然，食分越大，日面被遮掩的程度就越大。日偏食的食分是小于1.0的，日全食的食分是1.0。

　　食帶

　　月影掃過的地方。日食的時間長短，同月球影錐在地面上移動的速度以及地球的自轉方向有關。以日全食來說，由于月球的視直徑僅略大于太陽，同時月影在地面移動速度很快，因此日全食的時間是很短暫的。在全食帶的某個地點所看到的日全食時間通常只有兩三分鐘，最多不超過7分鐘。如果全食帶經過赤道附近地區，日全食時間就可延續到7分40秒，這時是觀測日全食的最好機會。

　　在發生日環食時，月亮總是位于遠地點附近，這時月亮運行的速度較慢，因此日環食的時間比較長，如果日環食發生在赤道附近，那么在赤道附近觀測日環食的時間可長達12分42秒。

　　就全球范圍來說，如果把月亮半影開始遮掩日面的時間計算在內，日食時間的長度由初虧至復圓的整個過程可長達三個半小時。

　　日偏食的時候，由于月影范圍大于其本影，食相經過的時間長短要視食分的大小而定，食分愈大，時間也就愈長。

　　由于月亮的影錐又細又長，所以當它落到地球表面時，所占的面積很小，至多不會超過地球總面積的萬分之一，它的直徑最大也只有二百六十多千米。當月球繞地球轉動時，影錐就在地面上自西向東掃過一段比較長的地帶，在月影掃過的地帶，就都可以看見日食。所以這條帶就叫做“日食帶”。帶內發生日全食的，就叫全食帶；帶內發生日環食的，就叫環食帶。可以看到偏食的范圍很廣闊，已經不像一條帶子，而是很大的一片地區。

　　全食帶是一條寬度不過二三百千米，長約數千到10000千米的狹窄路徑（有時全食帶的寬度甚至只有幾千米），只有在全食帶掃過的地區才能看見日全食或日環食的發生。全食帶的兩旁是較廣闊的半影掃過的地區，在這些地區內可見偏食。離全食帶愈近的偏食區，所見偏食程度愈大；離帶愈遠，可見偏食程度愈小；半影區以外的地方是看不見日食的。

　　由于月球是由西向東運行，所以它的影子也是沿同一方向運行，因此各地看到日食的時間是不同的。當地面上的西部地區已經處在黑影區域內，這一地區的人已經看到日食時，東部地區的人卻不能同時看到日食，得在月影向東移來后才能看到日食。所以，西部地區的人總是比東部地區的人先看到日食。

　　日食每年都有發生，但由于全食帶是一條狹窄的影帶，據估計，平均每200～300年，某一地區或城市才有機會被全食帶掃過，所以，對住在一個城市的人來說，一生可能未看到過一次日全食。