我们给大家讲了很多关于日食、月食的神秘神话和传说。我们也已经向大家解释了，这些神话和传说都是在科学技术十分落后的情况下，人们对日食和月食现象的主观认识。用科学眼光来看日食和月食，就一点儿也不神秘了。日食、月食并不神秘，它们是一种普通的自然现象。这种自然现象是地球和月球公转运动产生的。日食和月食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大。科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日食和月食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。
日食与月食的发生经过
宇宙中的星星像走马灯似的，来来往往，穿梭不停。地球围着太阳转，月亮绕着地球行，月亮和地球一起绕着太阳运行。
日食当月亮、地球和太阳三者走到一条直线附近时，就有可能发生日食、月食。因为月亮和地球都不发光，它们都是靠太阳光照亮的，在太阳照耀下，月亮和地球的后面拖着一条长长的黑影子。
当月亮转到太阳和地球中间，太阳、月亮和地球几乎成一直线时，长长的月亮影子就落到地球上。在月亮影子里的人看起来，太阳被月亮遮住，便成了日食。
当地球走到太阳和月亮中间，太阳、地球和月亮几乎成一直线时，长长的地球影子落到月亮上，这便形成了月食。
由于地球相对于月亮的影子有相对的移动，月亮相对于地球的影子也有相对的移动，因此日食时太阳是一点一点被“食”掉的，月食时月亮也是一点一点被“食”掉的。
日食示意图日食、月食是分别由月亮影子和地球影子造成的。由于它们的影子不同，便产生出不同的“食”。
月亮的影子有本影、半影和伪本影之分，它们分别对应着不同的日食情形。本影是一个会聚的圆锥，投向它的阳光全部被月亮挡住，位于本影内的人看到的是日全食。
在半影内，月亮只遮住日面的一部分，看到日偏食。
月亮在椭圆轨道上绕地球运行，到地球的距离时远时近。当月亮离地球较近时，在地球上的人看起来，月亮表面比太阳表面还大，它能把整个日面挡住。在这种情况下，月亮的本影可以投到地面上，造成了日全食或日偏食；当月亮离地球较远时，在地球上的人看起来，月亮表面比太阳表面小，它不能把整个日面挡住，月亮本影的锥顶位于地球上空，只有伪本影落在地面上。在伪本影内的观测者看到黑暗的月面周围有一圈明亮的光环，这叫日环食。
因此，日食有日全食、日偏食和日环食三种。有时，沿日食带观测时，起初看到日环食，中间看到日全食，最后又看到日环食，这种情况叫做全环食。
月食示意图月亮位于地球附近，地球的本影又很长，因此地球的本影比月亮直径宽得多，所以月食没有环食，只有全食和偏食。如果月亮在地球本影边缘掠过，只有一部分掠入本影，便发生月偏食；如果月亮钻入地球本影，就发生月全食；如果月亮钻入地球半影，就发生半影月食。发生半影月食时，肉眼一般看不出月亮明显变暗，所以天文台一般不作预报。
应当指出，月全食时并不是一点月光都见不到，而是能看到一个古铜色的月面。之所以如此，是因为穿过地球低层大气的太阳光受到曲折，进入地球本影，投射到了月面上。
知识点光年
“年”是时间单位，但“光年”虽有个“年”字却不是时间单位，而是天文学上一种计量天体距离的单位。宇宙中天体间的距离很远很远，如果采用我们日常使用的米、千米（公里）作计量单位，那计量天体距离的数字动辄十几位、几十位，很不方便。于是天文学家就创造了一种计量单位——光年，即光在真空中一年内所走过的距离。距离=速度×时间，光速约为每秒30万千米（每秒299，792，458米），1光年约为94，605亿千米。“光年”不是时间单位，说时间过去了多少光年，就好像说时间过去了几米、几千米一样，是不能成立的。
日全食与倍利珠
日食共有3种：日全食、日偏食和日环食。当月亮“跑”到太阳和地球之间，而且三者位于同一直线上时，会发生什么情况呢？
在太阳光的照射下，月亮有一条长长的“尾巴”——月影。这时，月影就一直伸到了地面上。地面上处于月影范围内的人，就看不到太阳了，因为月亮挡住了它。
为什么月亮能把太阳挡住呢了？这是因为：太阳的直径是月亮直径的400倍，月亮当然比太阳为小，但是，月亮离地球要比太阳离地球近400倍之多，这样一来，太阳虽然比月亮大400倍，但却由于距离远400倍，两者正好抵消。所以从地球上看起来，月亮就和太阳的大小差不多。于是，一叶障目，不见泰山，小小的月球就能把巨大的太阳几乎完全挡住。
严格地讲，月亮挡掉的是太阳的光球。日冕很大，月亮挡不住它。当然，介于光球和日冕之间的色球层，也是足够大的，所以月亮也不能把它整个都遮掉。
在一切自然界现象中，没有什么比日全食更能引起人们的兴趣了。一到有关单位预报的日食开始的时刻，千万双眼睛一齐都注视着天上的太阳。
人们可以看到：太阳圆面的西边缘，有黑暗的影子在逐渐地遮挡着它，一向光芒四射的太阳圆面，慢慢地减少了。开始是缺了边，接着越遮越多了，最后成为弯弯月牙似的一钩，暗淡的光辉代替了光芒四射的太阳光，黄昏代替了晴空万里的景色。
转瞬之间，太阳被月亮遮盖得只成一丝光线，就在这最后光明消失之前，太阳边缘突然冒出像“珍珠”一样的光彩。
它的出现只有1~2秒钟的时间，接着，太阳就全部被月亮遮挡，日全食发生了。
人们可以见到：原来的太阳位置上，变成暗黑的带有光边的圆面，天色突然变暗，犹如夜幕降临。于是，雀鸟归巢，鸡鸭回窝；活跃的自然界暂时成为寂静的天地。这时候，在地平线上可以看见一圈像朝霞一样的淡红光辉。
这是被日食区域以外的大气反射形成的现象。在地平面上的行星和比较亮的恒星，都出现在这个昏暗的天空里。同时，气温迅速下降，有时候有一种“日食风”吹刮起来。
在暗黑的月亮周围，镶着淡红色的光芒，那就是太阳的色球层，它里面喷射出来的红色“火焰”就叫“日珥”。还有那银白色的光芒，那就是太阳的外层大气，叫做“日冕”。不知道有多少人以惊奇的眼光来注视着这罕见而壮丽的自然现象。这是多难得的机会啊！
但是，日全食的时间是很短促的，最长也只不过7分半钟。
当月亮继续往前移动的时候，太阳的西边缘就露出一丝亮光，阳光再次普照大地，真如阳光初来，清晨再现。同时，鸡鸣雀躁，直到太阳逐渐恢复光明，整个大地又再成为欢腾的世界。日全食的整个过程，在人们头脑中，留下了深刻的印象。
在日全食的时候，我们可以看到，在一圈光环之上似乎镶嵌了一颗光彩夺目的钻石，或者说像是一颗又大又亮的珍珠。这就是“倍利珠”。“倍利珠”从何而来呢？
“倍利珠”
前面已经谈到，月亮并不是一个光光滑滑的圆球，而是山峰林立，“海洋”遍地。有时，月亮差不多已经把太阳光球完全遮住了，却还有那么一个山谷，在月亮边缘造成了一个小小的“缺口”，太阳光还可以穿过它射到我们这里来。因此，周围虽已黑暗，这缺口却依然明亮如故。在这种强烈对比之下，它就显得分外耀眼，恰似一颗明珠在黑暗里大放异彩，所以它才获得了“珠”的美称。
人们形容一件事情存在的时间短暂，往往使用“昙花一现”这个成语。但是，倍利珠存在的时间比昙花一现还短促。因为，当月亮在它的轨道上继续移动时，刚才提到的那个小“缺口”立刻就消失了。
这时，或者是真正的全食开始了，整个光球被天衣无缝地盖了起来，或者是全食已经宣告结束，大块的光球重新开始从月亮背后露了出来。无论是上面两种情况中的哪一种，都表明了刚才的那颗“珠”已经不复存在了。所以，要给倍利珠照个相是很不容易的。只有非常善于“抢镜头”的人才能把它拍下来。
日环食与日全食的秘密
现在我们已经知道：当月亮跑到太阳和地球之间，而且三者又位于一条直线上时，便会发生日全食。当月亮离地球较近时，它可将光球全部挡掉；离地球稍远时，就只能挡住光球的中央，而不能挡住整个圆面了。
这又是为什么呢？如果你举起一只手，把它放在眼睛跟前，它就把一切都挡住了；把手放远一些，它还能遮住一个很大很大的气球；但放得更远些呢？它就连一个排球也遮掩不住了。
同样的道理，因为月亮离地球也是有时近有时远，所以当它离地球近时也就显得更大，就能遮挡掉更大的范围；而离地球远时，它就只能挡住光球的中央部分，而露出周围的一个亮圈了，这种景象就叫做“日环食”。
日环食1958年4月19日，在我国的海南岛发生过一次日环食。与日全食一样，人们看到的中央的黑圆影仍旧是月亮。但是，周围的亮圈不再是日冕了。这一圈是光球的边缘。这时，月亮离地球远，因此显得更小了，它不仅不能掩住色球层，而且连光球也不能全部挡掉。光球的中央部分已被月亮遮去，但留下了边上的一圈依然放射着光辉。
天空还相当明亮，日冕和色球层仍旧被淹没在光亮的天空之中，用肉眼还是看不到它们。总的说来，日环食的景象是远逊于日全食的，但是见到它也同样是机会难得的。
月亮远离地球，以至于月影本身（每当月亮离地球最远时，本影长度只有368000千米）不再能到达地面。月影的延长部分（叫做伪本影），投到了地球上的某个区域；这个区域的人，虽然看不到太阳光球的中央部分，却还可以看到它的边缘部分。也就是说，看到了日环食。
因此，我们可以说：当地球上的人位于月球本影之中时，他就看到日全食；而位于月亮的伪本影之中时，就看到日环食。
如果在日食过程中被月亮遮挡的不是太阳的中心部分，而只是太阳的某边缘部分，那么，我们就说这时发生了日偏食。由于全食和环食都是太阳中心部分被挡住，所以我们又把它们合称为中心食。
日偏食当地球某个区域发生中心食时，在这个区域的周围，一定有更大的范围可以看到日偏食。
见到日偏食的地区，并不在月亮的本影或伪本影之内，只能看到一部分的太阳光。这时，来自太阳圆面某一部分的光被月亮挡住，于是这部分太阳光也造成了月影。
但是，未被月亮挡住的另一部分太阳圆面却仍能照射到刚才所说的那种影子里来。因此这样的影子叫做半影。半影比没有影子的地方暗，但比本影要亮得多。地球上位于月亮半影内的人，就能看到日偏食。
有时候虽然地球上的任何地方都没有发生中心食，但是却在某些地方发生了日偏食。因为这时月亮的本影和伪本影都落在地球之外，而半影的一部分却扫过了地面。
日偏食往往不太能引起人们的注意。有时候大半个太阳已经被月亮遮住了，而路上的行人还毫无察觉呢！
知识点格林尼治天文台
格林尼治天文台是英国国王查理二世于1675年在伦敦格林尼治建造的一个综合性天文台，在8月10日安放了奠基石，同时国王也创建了皇家天文学家的职位（第一位担任此职的是约翰·弗兰斯蒂德），以担任天文台的台长和“致力于以最诚挚的关心和努力校正天体运动的星表，和恒星的位置，以便能正确的定出经度，使导航成为完美的艺术”。天文台坐落于格林尼治公园俯瞰着伦敦泰晤士河的一座小山上。
日食的几个阶段
让我们一起来仔细观看一下某次日全食的始末吧：晴空朗朗，万里无云，阳光普照大地，万物欣欣向荣，到处一派生机。
初亏忽然，光辉的日轮西边缘，被一个黑影侵蚀了。这个黑影，当然就是我们多次提到的月亮了。因为月亮绕地球转动时，是从西向东“跑”的，所以它先挡住日轮的西边缘。月亮刚触及太阳的那一瞬间，即月轮的东边缘和日轮的西边缘相外切的一刹那，就是日食开始的时刻。这是月轮和日轮的第一次相切，也是日全食的第一个重要阶段，叫做初亏。
从初亏开始，就是偏食阶段了。月亮继续往东运行，日轮的发光面积逐渐减小。慢慢地，太阳变成了镰刀形，但是它依然很耀眼。
食既在即将发生日全食的时候，我们把月亮到太阳的中心连成一条线，这条线就表示这一次发生日全食的时候，月亮遮挡太阳行进的方向。日食的程度用食分来表示，食分就是太阳的直径与被食部分的比例。
我们把太阳的直径当成1。如果食分为0，就表示没有日食；如果食分为0.5，就表示太阳的直径被遮住了一半；如果食分为1，就是全食。食分越大，被食得越多；食分越小，被食得越少。
初亏的一瞬间，就是食分从零变到大于零的转折点。
太阳的发光面积继续减小，食分越来越大。日轮变成了娥眉“月”，眼看着它的光辉就要消失了。月亮还是不停地往东运行，它将要把整个太阳光球完全覆盖掉。
最后一线阳光正在消失。但是出乎意料的是，这时却加入了一个非常精彩的节目：倍利珠。可惜这个节目很短，1～2秒钟之后它便无影无踪了。就在这时，白昼刹那间变成了黄昏，真正的全食开始了。日全食的第二个重要阶段，叫做食既。食既时，月轮的东边缘和日轮的东边缘相内切，也是月轮和日轮的第二次相切。
月轮很快就到了日轮的中央。也就是说，现在月轮中心与日轮中心靠得最近。这一瞬间叫做“食甚”。
