日食是怎么形成的
你看过日食吗?日食比月食更震撼!它到底是怎样形成的呢？下面由学习啦小编为你详细介绍日食形成的原因吧。
日食形成的原因
日食，又作日蚀，是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。在民间传说中，称此现象为天狗食日。日食只在朔，即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。观测日食时不能直视太阳，否则会造成短暂性失明，严重时甚至会造成永久性失明。
日食是相当罕见的现象，在四种日食中较罕见的是日全食，因为唯有在月球的本影投影在地球表面时，在该区域的人才能够观测到日食。日全食是一种相当壮丽的自然景象，所以时常吸引许多游客特地到海外去观赏日全食的景象。例如，在1999年发生在欧洲的日全食，吸引了非常多观光客特地前去观赏，也有旅行社推出专门为这些游客设计的行程。
日全食形成：月亮挡住了太阳造成的视觉效果
发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的一个交点，而同时月球在距此点的最远的点上。因为存在一种神奇的对称性。太阳的直径是月亮的400倍，而它距地球的距离正好也是月亮的400倍。结果，当月亮完全处于地球和太阳之间时，对那些完全处于月亮阴影中的人来说，太阳的表面便被完全遮挡了。太阳变成了黑色，只留下一个金色的光环，天空变成了靛青色。这时候奇妙的现象发生了，鸟儿此时会失去方向，或者会飞回巢中，蝙蝠和其它夜行动物则可能睡眼惺忪地出来活动。
区域不同会有日全食和日偏食之分
月球阻挡了太阳光，在地球上造成阴影，使某些地区不能接受到部分或全部阳光。至于观测者看到太阳给遮盖了多少，则要视乎他们身处的地方相对月球阴影的位置。如观测者在半影区内(见示意图)，他们会看到日偏食，而身处本影区的人则会看到日全食。
日食的种类
日全食
太阳比月球宽400倍，但离地球也是400倍远。由于对称的缘故，月球的暗影，也就是落在地球表面的阴影，宽度正好可以遮住整个太阳。太阳光球完全被月亮遮住，原本明亮的太阳圆盘被黑色的月球阴影遮盖。然而，也只有在日全食发生时才可能用肉眼观测到模糊的日冕(日冕层)。日全食只在月球位于近地点时发生，此时月球的本影锥长度较月地之间距离长，本影锥才能扫到地球表面。由于太阳的实际体积比月球大很多，所以日全食通常只能在地球上一块非常小的区域见到，因为月亮的本影对太阳来说只是一个小点。(在全食区之外，所见的食相是偏食)。上一次日全食发生于2015年3月20日。
在阳光照射下，月亮和地球在背向太阳的方向拖着一条影子。月亮扫过地面，产生了日食。日食必发生在朔日，即农历的初一。月亮钻进地影，造成了月食。
日偏食
中国史书上称“日有食之，不尽如勾”，造成日偏食的原因是因为观测者落在月球的半影区中，观测者会看见一部分的太阳被月球的阴影遮盖，但另一部分仍继续发光。太阳和月球只有部分重合，依据两者中心的视距离远近(太阳被月球遮盖的最大直径)来衡量食的大小。通常日偏食是伴随着其他食相发生，如日全食或日环食或日全环食。但发生在极区的某些日食会是单纯的日偏食(不伴随其他食相)，这是因为月球与黄道面的距离稍远，只有半影碰到地球表面，上一次不伴随其他食相的日偏食发生于2014年10月23日。
日环食
当月球处于远地点时，月球的本影锥不能到达地球;到达地球的是由本影锥延长出的伪本影锥。此时月球的视直径略小于太阳。因此，这时太阳边缘的光球仍可见，形成一环绕在月球阴影周围的亮环。(在环食区之外，所见的食相是偏食)。上一次日环食发生于2013年5月10日。
全环食
全环食只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近，或月球与地球表面的距离和月本影的长度很接近的情形下。由于地球为球体之关系，而本影影锥接触地球时为日全食(常为在食带中间)，在食带两端由于影锥未能接触地球，致只能有伪本影到达地球之下，所看到的是日环食。所以，当全环食发生时，随着地月之间的相对运动，会先后出现环食→全食→环食，当然，对于某一个具体的地点来说，在一次日食过程中是不会同时看到全食和环食的。全环食发生机率甚少，上一次全环食发生于2013年11月3日。
日食的科学解释
日食、月食是光在同种均匀介质中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食，发生日食需要满足两个条件。其一，日食总是发生在朔日(农历初一)。也不是所有朔日必定发生日食，因为月球运行的轨道(白道)和地球运行的轨道(黄道)并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。其二，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度(日食限)。
由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，所以太阳光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食;在伪本影范围内可看到日环食;而在半影范围内只能看到日偏食。
月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”;周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，叫“钻石环”。有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作“贝利珠”(贝利是法国天文学家)。
无论是日偏食、日全食或日环食，时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限，这是因为月球比较小，它的本影也比较小而短，因而本影在地球上扫过的范围不广，时间不长，由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离(384400公里)，就整个地球而言，日环食发生的次数多于日全食。
日食的价值意义
日全食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大，因为月球会让原本刺眼的太阳暗下来，让原本不易观察的日冕层显露出来。科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。最著名的例子是1919年的一次日全食，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。
爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极其难以置信的广义相对论，这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力场就是太阳，可是太阳本身发出很强的光，远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了，根本看不出来。但如果发生日全食，挡住太阳光，就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。机会在1919年出现了，但日全食带在南大西洋上，很遥远，也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测队出发了。观测结果与爱因斯坦事先计算的结果十分吻合，从此相对论得到世人的承认。
在中国，前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年，只有中缅边境云南瑞丽地区可见。另一次是在1997年春节之后，在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次的观测规模之大，出乎想象，世界各国的天文学家和天文爱好者，把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹，由于人数大大超出小镇的接待能力，人们只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天，白天气温零下25℃左右，夜里能到零下40℃，滴水成冰，人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此，观测者们没有一个后悔的，没有一个不兴奋异常的，都把亲眼看到日全食，当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象，要说与人们的日常生活、吃喝拉撒，确实是没有什么直接关系。但是，它代表了一种终极的人文关怀，代表了一种对大自然的极度热爱，代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏，一个国家、一个民族，不能缺少这些关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。
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