3.3 日食和月食
我们所见到的天空中的天体,最亮的是太阳,其次就是月亮.尽管月亮比太阳小得多,但是太阳和月亮离我们的距离不同,所以它们看起来就像差不多大小.地球上月球和地球共同绕着公共质心旋转,地球又带着月亮绕太阳运转.由于太阳、地球和月亮三者所处的特殊位置,太阳的光会被地球或者月亮挡住而出现月蚀或者日食.有时在骄阳当空,光辉灿烂的太阳会突然蒙上一块黑影,黑影逐步扩大,甚至把整个日面遮住,白天一下变成了黑夜,天空繁星闪烁,地上夜色朦胧,几分钟后,太阳又恢复了灿烂,这就是日食.有时皓月当空,圆圆的月亮会慢慢地残缺一块,并且越缺越多,经过一、两个小时后,月亮又有恢复了光辉,这就是月食.古代人由于对月食和日食的成因不清楚,曾有过很多的传说,比如用“天狗食日”、“蟾蜍食月”来解释日食和月食,把这天象看成是不祥之兆.现今人们不仅解释了日、月食的道理,而且还能准确地推算出每次日、月食发生的时刻、食分大小和见食地区.
为了把日、月食原理弄清,先介绍天体投影.阳光照射到地球或月球上,其身后会有一个投影,影子的结构可分为三部分：本影、半影和伪本影.其投影的主体是顶端背向太阳的会聚圆锥,这叫本影；本影延伸,是一个与本影同轴而方向相反的发射圆锥,这叫伪本影；在本影和伪本影的周围是一个空心发散圆锥,这叫半影.在本影中,阳光全部被遮；伪本影中,太阳中间部分的光辉被遮；而半影中,部分阳光被遮.当地球上部分地区进入月影时或月球的影子落在地球部分区域时,那里的人就可以看到日食；当月球进入地影时或地球的影子遮掩月球时,地球上向月半球的人就会看到月食.以日期来说,农历初一才有可能发生日食,而农历十六或十五左右可能发生月食.当然并非每月都发生日、月食,要发生日、月食,必定还有更严格的条件.总之,日食发生条件是日、月相合于黄白交点或其附近；月食发生条件是日、月相冲于黄白交点或其附近.在日、月食的过程中,全食最为完整.一次全食,它必然经过初亏、食既、食甚、生光和复圆5个阶段.常见日、月食每年各两次.
3.3.1日、月食的种类
1、日食的种类
日食可分日全食、日偏食和日环食三种.不同类型日食的产生,主要与太阳、月球、地球三者的位置有关.
日全食 月球的本影在地球上扫过的地带称全食带,在全食带内,可见整个日轮被月轮遮掩,发生日全食.一次日全食所经历的时间仅2-7分钟.这是因为月影在地球上扫过的速度很快.
日偏食 地球上被月球的半影所扫过的地带称偏食带.偏食带比全食带宽,在偏食带内,可见日轮的一部分被月轮遮掩,发生日偏食.
日环食 地球上被月球的伪本影扫过的地带称环食带.当地球近日和月球远地时,环食带最宽.在环食带内,可见较小的月轮遮掩了日轮的中间部分,而日轮的边缘仍可见到.
日食总是从月轮的东缘遮掩日轮的西缘开始,被遮部分总是逐渐向东推移.所以,日全食的5个环节是在日轮上自西向东出现的：
初亏——月轮东缘与日轮西缘相外切,即日食开始.
食既——月轮东缘与日轮东缘相内切,即日全食开始.
食甚——月轮中心与日轮中心最接近率重合.
生光——月轮西缘与日轮西缘相内切,即日全食结束.
复圆——月轮西缘与日轮东缘相外切,日食结束.
2、月食的种类
如前所述,月球不可能进入地球的伪本影,月球进人地球半影叫半影月食,还可见到月,不是真正的食,所以月食只有月全食和月偏食两种.
月全食 月球进入地球本影,这时,地球上向月球上的人几乎都见到月轮整个被地影遮掩,产生月全食.一次月全食所经历的时间最长可达1小时40分钟.
月偏食 月球部分进入地球本影,可见月轮的一部分被遮,产生月偏食.因月色本来有明有暗,故月偏食不为人所注意.
月全食的5个环节是在月轮上自东向西出现的.月全食过程：
初亏——月轮东绕与地本影截面西缘相外切,即月偏食开始.
食既——月轮西缘与地本影截面西缘相内切,即月全食开始.
食甚——月轮中心与地本影截面中心最接近或重合.
生光——月轮东缘与地本影截面的东缘相内切,即月全食结束.
复圆——月轮西缘与地本影东缘相外切,月食结束.
3、日食和月食的区别：
(1)日食有环食,月食无环食.
(2)日食从日轮的西缘开始,在日轮的东缘结束；月食从月轮的东缘开始,在月轮的西缘结束.
(3)一次日全食所经历的时间短,仅2—7分钟；月全食时间长,最长的一次月食可经历1小时40多分钟.
(4)日、月食时,看到的月面光不同(因大气的折光作用),日全食有贝利珠现象,月全食时月面呈古铜色.
(5)日偏食时,各地所见食分不一样,也就是不同地方看到不同的日食景象.而月偏食时,各地所见食分一样,就是说半个地球上的人见到的月食情景是一样的.
(6)日食时,见食的地区窄,见的时刻也不同,较西地区先于较东地区；月食时,见食的地区广,面向着月亮的那半个地球上的人可以同时看到月食.由于日食带的范围不大,日食时地球上只有局部地区可见.对于全球范围,日食次数多于月食；对于具体观测地点,所见到的月食次数多于日食.