日食一般發(fā)生在新月時期，因為此時月球位于太陽和地球之間，所以如果月球正好運行在太陽和地球之間，就會擋住太陽一部分或全部的光芒，形成日食。下面就是由出國留學(xué)網(wǎng)編輯為大家整理的“天文的科普知識：日食”，僅供參考，歡迎大家閱讀本文。
天文的科普知識：日食
日食是什么？
相信很多人對即將到來的日食興奮不已，那么大家想知道日食的相關(guān)知識嗎？日食是什么？如何才能安全地觀賞日食？正確觀賞日食需要做些什么規(guī)劃呢？拿好你的日食眼鏡，一起來看看天文學(xué)家給出的答案。
日（月）食就是朔望的一種形式。當(dāng)三個互有引力的天體處在一條直線上時，就會形成朔望。對于我們地球人來說，最常見的朔望現(xiàn)象由太陽、地球和月球這三個對我們生活影響最大的天體共同構(gòu)成。當(dāng)?shù)厍蛱幱谔柡驮虑蛑g時，地球自身阻擋了照向月球的太陽光，就形成了月食。而當(dāng)月球運行至太陽和地球之間時，月球阻擋了照向地球的太陽光，從而形成日食。
為何不是每次新月時都會發(fā)生日食，而每次滿月時都會發(fā)生月食？
由于地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道與月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道并不完全處于同一平面之上（不在一條直線上）。與地球公轉(zhuǎn)軌道相比，月球公轉(zhuǎn)軌道略微傾斜了幾度。因此，每個月中有半個月（也就是月球繞軌道運行一周），月球處于地球公轉(zhuǎn)軌道平面之上；而另外半個月，月球處于地球公轉(zhuǎn)軌道平面之下。月球在經(jīng)過地球軌道時恰好為新月或滿月，只有滿足這個條件，才會發(fā)生日食。
月球為何沒有阻擋所有射向地球的太陽光？
地球的面積實際上非常大，而每次日食發(fā)生，僅有一小部分地區(qū)與月球恰好完全處于一條直線上。這意味著日食實際上有三種類型：日全食、日偏食以及日環(huán)食。要想弄明白這三者之間的區(qū)別，我們首先要搞清楚陰影如何產(chǎn)生。
本影與半影：
地球、太陽以及月球都是三維球體。因此，發(fā)光與成影都是三維立體的。在物理學(xué)中，陰影分為兩類：本影與半影。本影是指某個物體阻擋了來自某一特定發(fā)光源的所有光線所形成的陰影。而半影指的是，某個物體阻擋了來自某一特定發(fā)光源的部分光線所形成的陰影。下面的圖片展示了更多的細(xì)節(jié)。
如何觀賞日食？
太陽十分明亮，并且發(fā)射出大量強光。這些光線中含有高能紫外光，可能會對人眼造成傷害。就算是戴上最高級的墨鏡，也無法完全阻隔紫外光，因而戴墨鏡直視太陽也是存在危險的。要正確地觀賞日食，必須要戴上特制濾鏡。帶有#14（或更暗的）濾光片的電焊護(hù)目鏡即可，因為天文望遠(yuǎn)鏡用的也是這種濾光片。很多地區(qū)也會出售“日食眼鏡”，這種眼鏡大多由硬紙板加上太陽濾光片制成的鏡片組成。一定要做好眼部保護(hù)措施，戴上正確的眼鏡，再觀賞日食。
如果找不到合適的濾光片來直接觀賞日食，也可使用針孔相機(jī)間接進(jìn)行觀測。針孔相機(jī)制作十分簡單：在一個紙盤或硬紙板上扎一個小孔，讓陽光從中穿過，在紙板后形成投影。不要直接用眼睛從紙板小孔中直視太陽。在紙板后放上一塊白色床單，一張紙或是地面，讓太陽投射到這些物體上觀看。想要制作更高級一點的小孔相機(jī)（也就是針孔投影儀），可以上網(wǎng)尋找更詳細(xì)的說明。
我還需要注意哪些事情？
如果你想找到觀賞日食的最佳地點，可以盡量選擇日食軌跡的中心地帶（即“日全食區(qū)”）。離日食軌跡中心越近，觀賞到的日食時間就越長，你所處周圍環(huán)境也會越暗。
如果你恰好位于日全食區(qū)，那么很可能到處都是人，本地商業(yè)也可能會因為游客過多而陷入癱瘓。而如果你恰好正在旅行，我們建議每個人自備食物飲料，或者多帶一些，分享給那些空手而來的旅客。
無論所在何地，一定要記得查看當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報，確保日食觀賞不會因云層而受到影響。如果你在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村地區(qū)，記得一定要遠(yuǎn)離野生動物。動物往往不明白到底發(fā)生了什么，看到周圍一切變得黑暗，它們有時會受到驚嚇。所以要小心野生動物，盡量待在安全的地方。
日食的“季節(jié)”
日食的發(fā)生必須是滿月出現(xiàn)在黃白交點的一定界限之內(nèi)，這個界限就叫做“食限”。如果新月在黃道和白道的交點附近18度左右的范圍內(nèi)，就可能發(fā)生日食；如果新月在黃道和白道的交點附近16度左右的范圍內(nèi)，則一定有日食發(fā)生。
黃道、白道的交點有兩個，這兩個交點相距180度，故一年之中有兩段時間可能發(fā)生日食，這兩段時間都稱為“食季”，它們相距半年。
太陽在黃道上每天向東移動約1度，由于日食的食限為18度左右的范圍，太陽從黃道和白道交點以西的18度運行到黃道和自道交點以東的18度，大約需要36天，也就是說日食的每一個食季為36天。
一年之中有幾次
日食的一個食季是36天，比一個朔望月的平均長度29.53天要長。因此在一個日食的食季內(nèi)必定會發(fā)生一次日食，也可能發(fā)生兩次日食。一年之中有兩個日食食季，所以在一年之內(nèi)至少有兩次日食發(fā)生，也可能有四次日食發(fā)生（如果每個食季中都包含兩個朔日的話）。
在太陽的引力作用下，黃道和白道的交點會不斷地沿著黃道從東向西移動，每年移動約20度，方向與太陽沿黃道運行的方向相反，因此太陽在黃道上 連續(xù)兩次通過同一交點所經(jīng)歷的時間間隔（這個間隔叫“食年”）比一年（365.2422天）要短，只有346.62天，要約少19天。
食相
日全食發(fā)生時，根據(jù)月球圓面同太陽圓面的位置關(guān)系，可分成五種食象：
1.初虧。月球比太陽的視運動走得快。日食時月球追上太陽。月球東邊緣剛剛同太陽西邊緣相“接觸”時叫做初虧，是第一次“外切”，是日食的開始。
2.食既。初虧后大約一小時，月球的東邊緣和太陽的東邊緣相“內(nèi)切”的時刻叫做食既，是日全食（或日環(huán)食）的開始，對日全食來說這時月球把整個太陽都遮住了，對日環(huán)食來說這時太陽開始形成一個環(huán)；日食過程中，月亮陰影與太陽圓面第一次內(nèi)切時二者之間的位置關(guān)系，也指發(fā)生這種位置關(guān)系的時刻。
食既發(fā)生在初虧之后。從初虧開始，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。天空方向與地圖東西方向相反。
3.食甚。是太陽被食最深的時刻，月球中心移到同太陽中心距離最近；日偏食過程中，太陽被月亮遮蓋最多時，兩者之間的位置關(guān)系；日全食與日環(huán)食過程中，太陽被月亮全部遮蓋而兩個中心距離最近時，兩者之間的位置關(guān)系。也指發(fā)生上述位置關(guān)系的時刻。
4.生光。月球西邊緣和太陽西邊緣相“內(nèi)切”的時刻叫生光，是日全食的結(jié)束；從食既到生光一般只有二三分鐘，最長不超過七分半鐘。
對于日食，食甚后，月亮相對日面繼續(xù)往東移動。
5.復(fù)圓。生光后大約一小時，月球西邊緣和太陽東邊緣相“接觸”時叫做復(fù)圓，從這時起月球完全“脫離”太陽，日食結(jié)束。
日全食與日環(huán)食都有上述5個過程，而日偏食只有初虧、食甚、復(fù)圓3個過程，沒有食既、生光。
辭海另解：日食的過程中，月亮陰影和太陽圓面第二次外切時的位置關(guān)系，也指發(fā)生這種位置關(guān)系的時刻。復(fù)圓是日食過程的結(jié)束。
日食的類型：
日食總共有四類，包括日偏食、日環(huán)食、日全食和混合食。
一、日偏食
日偏食，顧名思義，就是月球只部分遮擋了太陽并在地球上留下半影。進(jìn)一步說，就是當(dāng)日月連線與月地連線不在同一直線上，日偏食才會發(fā)生。
二、日全食
日全食發(fā)生在月球能完全覆蓋太陽時，從地球上看只能看見模糊的日冕。日全食只有在地球上本影（月球最深的影子）所在的區(qū)域才能被觀測到。
本影在地球表面的移動軌跡形成的虛擬線稱為全食帶。只有在這條帶上，人們才能觀測到日全食。
三、混合食，又名全環(huán)食，是指在日食路徑上，同一次日食從環(huán)食變?yōu)榱巳常ǚ粗嗳唬?。換言之，混合食從地球上的某幾處來看為日全食，其他地方看則是日環(huán)食。這是最罕見的一種日食現(xiàn)象，因為其需要月球的位置在日地之間找到完美的平衡。
四、日環(huán)食
與此相反，日環(huán)食發(fā)生在日地月在同一連線上，但月球的視尺寸要小于太陽時。這就導(dǎo)致了月球無法完全覆蓋太陽，后者的邊緣圍繞月球且清晰可見，就像一個火環(huán)在天空中燃燒，形成了壯觀的景象。
為什么不是每個月都有月食？
正如上文所說，天文學(xué)家之所以能夠預(yù)測日食和月食的發(fā)生，是因為地球和月球都擁有可被預(yù)測的軌道。鑒于這些天體能夠頻繁地落在同一直線，那為何日食或者月食不是每月都能夠發(fā)生呢？
其背后的原因是因為月球的軌道相較于地球的要向北或向南傾斜幾度。這就是為什么這三個天體不能每月都完美地在一條線上，導(dǎo)致了不是每個月都有日食現(xiàn)象。然而，值得注意的是，每年會有2-5次日食，而每個世紀(jì)平均會有約240次。
裸眼觀測日食會不會致盲呢？
永久失明并不是裸眼觀測太陽1-2分鐘后的常見結(jié)果，但是，如果長時間觀測，會給眼球帶來嚴(yán)重的且不可逆轉(zhuǎn)的傷害。這也許就是導(dǎo)致大眾認(rèn)為日食時裸眼觀測太陽會更危險。
拓展：月食的天文知識
一、什么是月全食
地球和太陽基本呈一條直線狀態(tài)時就會發(fā)生月食天象。相反，當(dāng)月球運行到地球與太陽之間，且呈一條直線時就會發(fā)生日食天象。
二、月食有什么階段
月全食的過程分為半影食始、初虧、食既、食甚、生光、復(fù)圓、半影食終七個階段。以下我以2018年月全食來給大家做介紹。中心灰色為地球本影，由于地球存在大氣層，所以圓環(huán)區(qū)域為半影區(qū)（后續(xù)會講到）。
1、半影食始：月球與半影區(qū)開始接近，這時月球表面的亮度慢慢下降。
2、初虧：月食開始的標(biāo)志。月球逐漸從東邊緣緩緩進(jìn)入實際地球的影子，月球與地球本影兩圓發(fā)生外切。
3、食既：月球進(jìn)入地球?qū)嶋H影子，并與該影子的圓第一次內(nèi)切。月亮在這個時候完全進(jìn)入地球的本影。
4、食甚：月亮與地球的中心最接近的時刻，這個時刻月球呈現(xiàn)紅色或者橙紅色。
5、生光：月球逐漸往西移動，移動至與地球本影內(nèi)切時該階段結(jié)束，這也標(biāo)志著月全食的結(jié)束。
6、復(fù)圓：月球繼續(xù)往西運動，直至與地球?qū)嶋H影子外切時，該階段結(jié)束。
7、半影食終：月球離開地球的半影，月食結(jié)束的標(biāo)志。
月偏食沒有食既、生光過程，食甚也只表示最接近地球陰影的時刻。
三、月全食為什么紅；為什么月全食是紅色的
月全食發(fā)生時，為什么月亮不會消失呢，還有變成紅色的月亮呢？
首先我們都知道，折射現(xiàn)象會發(fā)生在光線穿過兩個不同的透明的介質(zhì)。而太空是一種真空介質(zhì)，地球大氣層又是一種透明的介質(zhì)，所以當(dāng)太陽的光線從真空穿過大氣層時，就會發(fā)生折射，從而太陽光線可以照射到月球的表面。這也就是為什么地球是圓的，但我們在海邊仍然能看到遠(yuǎn)處海面上的輪船。
四、那為什么月亮呈現(xiàn)紅色的呢？
是因為地球大氣的散射作用。波長越短，散射角度越大。藍(lán)色波長受大氣散射影響大，這也是我們能到地球呈現(xiàn)淡藍(lán)色的原因。而紅色是可見光中波長最長的，受到散射影響最小，所以紅光可以穿透地球大氣層。
同時如前文所說，由于光線不同介質(zhì)傳播過程中會發(fā)生折射。這樣紅色的光線就會照到月球表面，所以發(fā)生月全食時，月亮就變成了紅色。以上就是為什么月全食月亮是紅色的原因。
五、手機(jī)如何拍攝月全食
首先拍攝時間，拍月亮最佳時間是在傍晚月亮剛剛升起時，太陽還未完全落下的30分鐘內(nèi)。在這個時間范圍內(nèi)進(jìn)行拍攝，月亮雖然不會顯得特別亮，但天空總體呈藍(lán)色調(diào)，與落日的紅相稱，拍出來會顯得十分有感覺。
其次是拍攝的選擇，由于手機(jī)攝像頭的焦距、分辨率的局限，一般的手機(jī)拍攝基本素不可能充分展示月食的細(xì)節(jié)。這時候，可以嘗試將月亮與街景、飛鳥、薄云等一同拍攝，增加圖片的豐富度及故事性?！?BR> 最后，有的小伙伴在用手機(jī)拍攝時可能會遇到這種情況：明明拍的非滿月狀態(tài)的月亮，拍出來的月亮仍然又亮又圓，光芒四射。這是因為拍月亮?xí)r周圍環(huán)境較暗，手機(jī)自動識別并自動調(diào)整曝光度，導(dǎo)致月亮在畫面上過度曝光。
這是我總結(jié)的拍月亮的一些小竅門，大家可以參考參考。
首先手機(jī)選擇專業(yè)模式（沒有專業(yè)模式的小伙伴可以在應(yīng)用商店下載相關(guān)的APP）。然后ISO（曝光度）調(diào)至1250，快門在15秒左右，對焦AF-C調(diào)到最遠(yuǎn)，白平衡（WB）3400K左右，然后就可以固定手機(jī)拍攝啦。
后期最簡單的處理方法就是把照片處理成黑白色調(diào)，這樣能更好地突出月亮輪廓。