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(fù)圓。

　　初虧

　　由于月亮自西向東繞地球運轉(zhuǎn)，所以日食總是在太陽圓面的西邊緣開始的。當(dāng)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(xù)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(dāng)月面的東邊緣與日面的東邊緣相內(nèi)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(xiàn)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(huán)，同時在瞬間形成為一串發(fā)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(xiàn)象叫做珍珠食，英國天文學(xué)家倍利最早描述了這種現(xiàn)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(dāng)陽光照射到月球邊緣時，就形成了倍利珠現(xiàn)象。倍利珠出現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)出一圈美麗的、淡紅色的光輝，這就是太陽的色球?qū)�；在色球�(qū)拥耐饷孢�彌漫著一片銀白色或淡藍(lán)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(qū)，還可以看到一些向上噴發(fā)的像火焰似的云霧，這就是日珥。日珥是色球?qū)由喜繗怏w猛烈運動所形成的氣體“噴泉”。色球?qū)�、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(xiàn)象可以看得特別清楚。

　　食甚

　　食既以后，月輪繼續(xù)東移，當(dāng)月輪中心和日面中心相距最近時，就達(dá)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(xù)往東移動，當(dāng)月面的西邊緣和日面的西邊緣相內(nèi)切的瞬間，稱為生光，它是日全食結(jié)束的時刻。在生光將發(fā)生之前，鉆石環(huán)、倍利珠的現(xiàn)象又會出現(xiàn)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?qū)�、日珥、日冕等現(xiàn)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(fù)圓

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

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

　　天文臺對日全食或日環(huán)食進行預(yù)報時，往往要把這五個階段的時間報告出來。人們根據(jù)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(yù)報時，當(dāng)然就只給出初虧、食甚和復(fù)圓這三個時刻。

　　我們在日食的預(yù)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(zhuǎn)方向有關(guān)。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(jīng)過赤道附近地區(qū)，日全食時間就可延續(xù)到7分40秒，這時是觀測日全食的最好機會。

　　在發(fā)生日環(huán)食時，月亮總是位于遠(yuǎn)地點附近，這時月亮運行的速度較慢，因此日環(huán)食的時間比較長，如果日環(huán)食發(fā)生在赤道附近，那么在赤道附近觀測日環(huán)食的時間可長達(dá)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(nèi)，日食時間的長度由初虧至復(fù)圓的整個過程可長達(dá)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(jīng)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(xì)又長，所以當(dāng)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(dāng)月球繞地球轉(zhuǎn)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(nèi)發(fā)生日全食的，就叫全食帶；帶內(nèi)發(fā)生日環(huán)食的，就叫環(huán)食帶。可以看到偏食的范圍很廣闊，已經(jīng)不像一條帶子，而是很大的一片地區(qū)。

　　全食帶是一條寬度不過二三百千米，長約數(shù)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(qū)才能看見日全食或日環(huán)食的發(fā)生。全食帶的兩旁是較廣闊的半影掃過的地區(qū)，在這些地區(qū)內(nèi)可見偏食。離全食帶愈近的偏食區(qū)，所見偏食程度愈大；離帶愈遠(yuǎn)，可見偏食程度愈��；半影區(qū)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(dāng)?shù)孛嫔系奈鞑康貐^(qū)已經(jīng)處在黑影區(qū)域內(nèi)，這一地區(qū)的人已經(jīng)看到日食時，東部地區(qū)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(qū)的人總是比東部地區(qū)的人先看到日食。

　　日食每年都有發(fā)生，但由于全食帶是一條狹窄的影帶，據(jù)估計，平均每200～300年，某一地區(qū)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。