什么是日食，日食是怎么形成的？

　　太阳看起来像一个黑点，明亮的白光从后面照射出来。围绕着主日食图像的一系列相位，显示了月亮逐渐从太阳身上“咬”下一口。 (Image credit: Danita Delimont via Getty Images)

　　据美国太空网（By Daisy Dobrijevic）：当月亮位于地球和太阳之间并给地球投下阴影时，日食就会发生。

　　根据美国国家航空航天局(NASA)的说法，日食只发生在新月阶段，通常大约一年两次，当月亮以这种方式排列时，它会遮住太阳。

　　如果你想知道下一次日食将在何时发生，在哪里可以看到它，请查看我们的2023年日食指南。

　　日食的类型

　　根据日食发生时太阳、月亮和地球的排列方式，有四种不同类型的日食:

　　日全食:太阳被月亮完全遮住。日偏食:月亮没有完全挡住太阳，所以只有一部分太阳被遮住了。这里月亮似乎要从太阳身上“咬”一口。日环食:月亮位于太阳前方的中心，但没有覆盖整个表面(就像在日全食中看到的那样)。一个“火环”在月亮周围闪耀。混合日食:最罕见的日食是日全食和日环食的结合(有时被称为A-T日食),当月亮的影子穿过地球时产生。这些从一种类型的日蚀开始，然后过渡到另一种。

　　日食是如何发生的，为什么会发生？

　　日食是由月亮穿过太阳和地球之间，给地球投下阴影引起的。

　　当月亮穿过黄道——地球的轨道平面——时，它被称为月交点。新月接近交点的距离将决定日食的类型。日食的类型还受到月球与地球的距离以及地球与太阳的距离的影响。

　　当月亮穿过太阳和地球之间，完全遮住了太阳的表面时，就会发生日全食。自然历史博物馆表示，这些日食是可能的，因为太阳的直径约为月球的400倍，但也约为月球的400倍。

　　当月亮接近地球的最远点时，月亮穿过太阳和地球之间，就会发生日环食。在这个距离上，月亮看起来比太阳小，并且没有覆盖太阳的整个表面。相反，一个光环在月球周围形成。

　　当月亮穿过太阳和地球之间时，日偏食就发生了。因此，只有半影(部分阴影)经过你的上方，太阳将被部分遮挡。

　　当月球与地球的距离接近其内部阴影(本影)到达地球的极限时，因为地球是弯曲的，就会发生罕见的混合日食。混合日食也被称为日环食。在大多数情况下，混合月食开始时是日环食，因为本影的顶端刚好没有接触到地球；然后它变成了全食，因为行星的圆度达到了最高点，并在路径的中间附近截住了影子的尖端，然后最终它在路径的末端回到了环形。

　　从左到右，太阳看起来像一个黑点，从后面发出明亮的白光，第二张图像显示日食太阳周围有一个橙色的“环”，第三张图像看起来像一个新月，但它看起来像是月亮要“咬”太阳一口。

　　从左到右，这些图像显示了日全食、日环食和日偏食(图像鸣谢:日全食(左):美国宇航局/MSFC/约瑟夫·马图斯；日环食(中):NASA/比尔·邓福德；日偏食(右):美国宇航局/比尔·英格尔斯)

　　日食多久发生一次？

　　大约每年我们会经历两次月食季节。这是当新月以这样一种方式排列它自己时，它遮住了太阳。日食并不是每次出现新月时都会发生，因为月亮的轨道相对于地球围绕太阳的轨道倾斜了大约5度(在新标签中打开)。由于这个原因，月球的阴影通常要么通过地球的上方，要么通过地球的下方。

　　日食期间会发生什么？

　　美国宇航局的太阳动力学天文台在2022年6月29日捕捉到了一次日食。(图片鸣谢:NASA/SDO/AIA/LMSAL)

　　日食的类型将会影响到发生了什么，以及观测者能够看到什么。根据教育网站SpaceEdge Academy的数据，28%的日全食，35%的日偏食，32%的日环食，只有5%的日环食。

　　在日全食期间，天空会变暗，如果有正确的安全设备，观测者可以看到太阳的外层大气，也就是日冕。对于太阳观测者来说，这是一个令人兴奋的天空观测目标，因为日冕通常会被太阳明亮的一面遮住。

　　在日环食期间，月亮不会像日全食那样完全遮住太阳的脸。相反，它戏剧性地表现为一个黑暗的圆盘遮蔽了一个更大的明亮圆盘，给人一种环绕月球的光环的感觉。这些日食被恰当地称为“火环”日食。

　　日偏食看起来好像月亮正在从太阳身上“咬”一口。由于太阳、地球和月亮三者并没有完全排成一行，只有太阳的一部分会被月亮遮住。当日全食或日环食发生时，月球本影(内部阴影)覆盖区域之外的观测者将会看到日偏食。

　　在混合日食期间，观察者将能够看到日环食或日全食，这取决于他们所处的位置。

　　专家解答的日食常见问题

　　我们向WhenIsTheNextEclipse.com的编辑、《2024年4月8日北美大日食完整指南》的作者杰米·卡特询问了一些关于日食的常见问题。

　　杰米·卡特科学记者、作家和日食专家

　　杰米·卡特是WhenIsTheNextEclipse.com的编辑，也是2024年4月8日北美大日食完整指南的作者。

　　日食期间会发生什么？

　　在日食期间，新月遮住了部分或全部太阳。日偏食是一个相当有趣的事件，必须使用眼睛保护和太阳过滤器来观察。日全食是一个更加壮观和细致入微的奇观。当最后一丝阳光仍然可见时，气温骤降，暮色降临，一旦100%被遮住，太阳的白色日冕就展现在肉眼面前。这是一种强大的，甚至改变生活的体验。

　　日食和月食有什么区别？

　　在日食期间，一轮新月出现在地球和太阳之间，阳光被部分或全部遮挡。月蚀时，地球位于太阳和满月之间，所以月亮在地球的阴影中。到达月球表面的唯一光线首先通过地球的大气层过滤——这就好像一千次日落同时投射到月球表面，使其变成橘红色。

　　日全食和日偏食有什么区别？

　　当月亮与太阳相交时，一个锥形的影子会落在月亮后面。当圆锥的顶端刚好错过地球时，就可以看到日偏食。当顶端接触到地球表面时，它会产生一个狭窄的阴影，从这里可以看到日全食。在“全食路径”两边，都可以看到日偏食。

　　下一次日食是什么时候？

　　下一次日食和2023年的第一次日食将是2023年4月20日的混合日食。为了及时了解下一次日食的时间和地点，请查看我们的2023指南。

　　下一次日全食将发生在2024年4月8日，被称为“北美大日食”，整个北美和中美都可以看到。

　　日食危险吗？

　　如果你不安全地观察太阳，日食是危险的。

　　如果没有适当的眼睛保护，千万不要看太阳。直视太阳光线是不安全的，即使太阳被部分遮挡，因为它们含有有害的紫外线(UV)和红外线(IR ),会损害你眼睛的视网膜，甚至导致失明。

　　千万不要用普通太阳镜观察太阳。直视太阳的唯一安全方法是通过专门设计的太阳滤镜，使用日食眼镜直接观察，望远镜和双筒望远镜使用太阳滤镜。

　　观看日食的一个安全方法是建造一个“针孔照相机”针孔或小开口用于在开口后约3英尺(或约1米)的屏幕上形成太阳的图像。双筒望远镜或安装在三脚架上的好望远镜也可以用来将太阳的放大图像投射到白色卡片上。离卡片越远，你能聚焦的图像就越大。寻找太阳黑子。请注意，太阳在其边缘显得有些暗。这种观察太阳的方法是安全的，只要你记得当双筒望远镜或望远镜对着太阳时不要透过它们看；换句话说，当太阳耀眼的表面的任何部分可见时，千万不要直视太阳。

　　针孔主题的一个变体是“针孔镜”用一张打了7毫米孔的纸盖住一面袖珍镜子。打开一扇面向太阳的窗户，把有盖的镜子放在阳光照射的窗台上，这样它就能把一束光反射到里面远处的墙上。光盘是太阳表面的图像。离墙越远越好；距离镜子每9英尺(或每3米3厘米)图像将只有1英寸宽。粘土模型可以很好地固定镜子。在纸上试验不同大小的孔。还是那句话，一个大洞让图像明亮但模糊，一个小洞让图像暗淡但清晰。尽可能让房间变暗。一定要事先试一试，以确保镜子的光学质量足够好，能够投射出清晰、圆润的图像。当然，不要让任何人看镜子里的太阳。

　　这张2015年9月13日的日偏食照片是由天体摄影师K.J. Mulder在他南非的家中拍摄的。 (Image credit: K.J. Mulder/Worlds in Ink)

　　如果你在枝繁叶茂的树木周围，看看它们在日偏食阶段投下的影子。你看到了什么？值得拍照吗？你会看到几十个日偏食的太阳透过树叶间的针孔投射出来。这是由光的一种特性——衍射造成的。根据美国宇航局马歇尔太空飞行中心的光学物理学家文斯·休格尔的说法，光线不是从缝隙或针孔的边缘直射，而是绕着边缘弯曲。这种波浪效果产生了一种类似靶心的环状图案。如果你想为它做好一切准备，我们有天文摄影最佳相机指南，以及最佳天文镜头，所以你可以做好准备。我们的《如何拍摄日食指南》也将帮助你计划下一次太阳观测冒险

　　额外资源

　　想看得更远吗？你可以在美国国家航空航天局的日食网站上找到一份直到2030年的日食简明摘要。在Eclipse Wise上阅读更多关于日食和月食的信息，这是一个致力于预测日食和月食的网站。