日食指太陽(yáng)被月亮完全或部分遮蓋，從地球上觀察到的現(xiàn)象。當(dāng)月亮從地球和太陽(yáng)之間移動(dòng)時(shí)，如果它恰好位于太陽(yáng)和地球之間，并且太陽(yáng)和月亮的大小和距離都合適，那么月球會(huì)完全或部分遮擋太陽(yáng)，形成日食。下面就是由出國(guó)留學(xué)網(wǎng)編輯為大家整理的“本年度首次日食登場(chǎng) 日食和月食的形成原理”，僅供參考，歡迎大家閱讀本文。
日食和月食的形成原理
一、日食和月食
（一）日食：
日食一定發(fā)生在朔，即農(nóng)歷初一當(dāng)日。此時(shí)月球位于地球和太陽(yáng)之間時(shí)，但因地球軌道（黃道）與月球軌道（白道）成5°9′交角，故并非每次朔日皆有日食發(fā)生，而日食發(fā)生時(shí)，日月兩者皆一定在黃白交點(diǎn)（升交點(diǎn)或降交點(diǎn)）附近發(fā)生。
（二）月食：
相反月食發(fā)生在每月十五左右的滿月時(shí)。這時(shí)，月球運(yùn)行進(jìn)地球的陰影中。由于地球在月球軌道處的投影總比月球大，所以月環(huán)食的情況是不會(huì)發(fā)生的。
二、日食和月食的原理
日食和月食是日、地、月三個(gè)天體運(yùn)動(dòng)形成的天文現(xiàn)象。
（一）日食原理：
月球運(yùn)行到太陽(yáng)和地球中間，三者在一條直線上，因月球擋住了太陽(yáng)照射到地球上的光形成日食。
（二）月食原理：
月食則是月球運(yùn)行到地球的影子中，地球居于太陽(yáng)和月球之間，三者在一條直線上，地球擋住了太陽(yáng)射向月球的光就發(fā)生了月食。
三、日月食的觀測(cè)
（一）日食：
日食的觀測(cè)方法有多種，首先直接用肉眼觀測(cè)是很危險(xiǎn)的。
在偏食階段，你可以用望遠(yuǎn)鏡投影的方法來(lái)觀看，小孔成象法、在臉盆里放稀釋的墨水法也可以觀看。最普通的方法是用熏黑的玻璃，磁盤盤芯，照相底片或焊工的防護(hù)玻璃。
（二）月食：
當(dāng)全食發(fā)生時(shí)，你就可以用肉眼直接觀看了。這時(shí)太陽(yáng)的光亮已降低到滿月的程度，月球象個(gè)黑盤子擋住了太陽(yáng)的光球。唯一可見(jiàn)的是太陽(yáng)的日冕，一個(gè)非常漂亮的太陽(yáng)外層大氣。
對(duì)任一年，都會(huì)至少發(fā)生兩次日食，最多發(fā)生7次食：五次日食兩次月食或四次日食三次月食。
日食是壯觀的景象，也是罕見(jiàn)的天文事件。每個(gè)人僅在有限的區(qū)域內(nèi)可見(jiàn)。從第三個(gè)天體看，當(dāng)一個(gè)天體在第二個(gè)天體的前面經(jīng)過(guò)時(shí)，就會(huì)發(fā)生日食。換句話說(shuō)，當(dāng)三個(gè)天體排成一行時(shí)，就會(huì)發(fā)生日食。當(dāng)新月在太陽(yáng)和地球之間移動(dòng)時(shí)，就會(huì)遮擋住太陽(yáng)的光線，并在地球的部分地區(qū)投下陰影。月球的陰影不夠大，不足以吞沒(méi)整個(gè)星球，所以陰影總是局限在一個(gè)特定的區(qū)域。
在月食過(guò)程中，這一區(qū)域會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)樵虑蚝偷厍蚨荚诓煌５剡\(yùn)動(dòng)：地球在繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也在不停地繞著地軸轉(zhuǎn)，月球繞著地球轉(zhuǎn)。這就是為什么日食似乎從一個(gè)地方到另一個(gè)地方。
當(dāng)新月位于地球和太陽(yáng)之間，阻擋了部分或全部的太陽(yáng)光線通過(guò)宇宙的偶然途徑到達(dá)地球時(shí)，就會(huì)發(fā)生日食。盡管太陽(yáng)比月亮寬400倍，但距離也遠(yuǎn)400倍。因此，這兩個(gè)物體在我們的天空中看起來(lái)大小相同。天文學(xué)家能夠預(yù)測(cè)月食是因?yàn)榈厍蚝驮虑虻能壍朗强梢灶A(yù)測(cè)的。
那為什么不是每個(gè)月都有日食呢？月球的軌道與地球的關(guān)系通常是南北向傾斜幾度。當(dāng)月球確實(shí)日食時(shí)，它在地球上投下兩種陰影。一個(gè)更小，更暗的陰影稱為本影，和一個(gè)更大的陰影。
如果月亮在一個(gè)完美的圓形軌道上，更接近地球，并且在同一軌道平面上，那么每個(gè)新月都會(huì)出現(xiàn)日全食。但是，由于月球的軌道相對(duì)于圍繞太陽(yáng)的地球軌道傾斜超過(guò)5度，因此其陰影通常會(huì)錯(cuò)過(guò)地球。日食僅在新月期間月亮距黃道平面足夠近時(shí)發(fā)生。
因?yàn)樵虑蜍壍?，在其穿越黃道的特殊條件必須發(fā)生的兩個(gè)事件不謀而合軌道交點(diǎn)每?jī)纱谓稽c(diǎn)月（27.212220天），而新的月球每一個(gè)發(fā)生朔望月（29.530587981天）。因此，日食（和月食）只在月食季節(jié)發(fā)生，每年至少發(fā)生兩次，最多可達(dá)五次。其中只有兩個(gè)是日全食。
日全食很罕見(jiàn)，因?yàn)樵谠率臣竟?jié)中，新月的出現(xiàn)時(shí)間需要更精確，以使觀測(cè)者（在地球上）與太陽(yáng)和月亮的中心對(duì)齊。此外，月球的橢圓軌道經(jīng)常使它離地球足夠遠(yuǎn)，以致其表面大小不足以完全擋住太陽(yáng)。日全食在任何特定的地點(diǎn)都是罕見(jiàn)的，因?yàn)槿持淮嬖谟诘厍虮砻嬗稍虑虻娜盎虮居八纬傻莫M窄路徑上。
四、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(diǎn)的一定界限之內(nèi)，這個(gè)界限就叫做“食限”。如果新月在黃道和白道的交點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)有兩個(gè)，這兩個(gè)交點(diǎn)相距180度，故一年之中有兩段時(shí)間可能發(fā)生日食，這兩段時(shí)間都稱為“食季”，它們相距半年。太陽(yáng)在黃道上每天向東移動(dòng)約1度，由于日食的食限為18度左右的范圍，太陽(yáng)從黃道和白道交點(diǎn)以西的18度運(yùn)行到黃道和自道交點(diǎn)以東的18度，大約需要36天，也就是說(shuō)日食的每一個(gè)食季為36天。
五、一年之中有幾次
日食的一個(gè)食季是36天，比一個(gè)朔望月的平均長(zhǎng)度29.53天要長(zhǎng)。因此在一個(gè)日食的食季內(nèi)必定會(huì)發(fā)生一次日食，也可能發(fā)生兩次日食。一年之中有兩個(gè)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(gè)食季中都包含兩個(gè)朔日的話）。
在太陽(yáng)的引力作用下，黃道和白道的交點(diǎn)會(huì)不斷地沿著黃道從東向西移動(dòng)，每年移動(dòng)約20度，方向與太陽(yáng)沿黃道運(yùn)行的方向相反，因此太陽(yáng)在黃道上 連續(xù)兩次通過(guò)同一交點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間間隔（這個(gè)間隔叫“食年”）比一年（365.2422天）要短，只有346.62天，要約少19天。
六、這樣就會(huì)產(chǎn)生兩種情況：
1）一年365.2422天之內(nèi)，包含了兩個(gè)完整的食季和一個(gè)不完整的食季。比方說(shuō)第一個(gè)食季開(kāi)始1月初，那么經(jīng)過(guò)346.62天一個(gè)食年之 后，第三個(gè)食季就會(huì)在同一年的12月中旬開(kāi)始，在這種情況下就可能發(fā)生五次日食（不會(huì)六次，因?yàn)榈谌齻€(gè)食季不完整）；
2）一年365.2422天之內(nèi)，包含了兩個(gè)不完整的 食季（一個(gè)在年頭，一個(gè)在年尾）和一個(gè)完整的食季，在這種情況下就可能發(fā)生四次日食。
所以，一年中，發(fā)生日食最多的次數(shù)是五次。
[注]
1）黃道：太陽(yáng)在天空移動(dòng)的軌跡，并不是我們平常認(rèn)為的一天移動(dòng)一周，我們平時(shí)看到的太陽(yáng)移動(dòng)是由于地球的自轉(zhuǎn)引起的＇，黃道是由于地球的公轉(zhuǎn)引起的，一年移動(dòng)360度。
2）白道：月亮在天空移動(dòng)的軌跡。
七、食相
日全食發(fā)生時(shí)，根據(jù)月球圓面同太陽(yáng)圓面的位置關(guān)系，可分成五種食象：
1.初虧。月球比太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)走得快。日食時(shí)月球追上太陽(yáng)。月球東邊緣剛剛同太陽(yáng)西邊緣相“接觸”時(shí)叫做初虧，是第一次“外切”，是日食的開(kāi)始。
2.食既。初虧后大約一小時(shí)，月球的東邊緣和太陽(yáng)的東邊緣相“內(nèi)切”的時(shí)刻叫做食既，是日全食（或日環(huán)食）的開(kāi)始，對(duì)日全食來(lái)說(shuō)這時(shí)月球把整個(gè)太陽(yáng)都遮住了，對(duì)日環(huán)食來(lái)說(shuō)這時(shí)太陽(yáng)開(kāi)始形成一個(gè)環(huán)；日食過(guò)程中，月亮陰影與太陽(yáng)圓面第一次內(nèi)切時(shí)二者之間的位置關(guān)系，也指發(fā)生這種位置關(guān)系的時(shí)刻。
食既發(fā)生在初虧之后。從初虧開(kāi)始，月亮繼續(xù)往東運(yùn)行，太陽(yáng)圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大，陽(yáng)光的強(qiáng)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(shí)，稱為食既。天空方向與地圖東西方向相反。
3.食甚。是太陽(yáng)被食最深的時(shí)刻，月球中心移到同太陽(yáng)中心距離最近；日偏食過(guò)程中，太陽(yáng)被月亮遮蓋最多時(shí)，兩者之間的位置關(guān)系；日全食與日環(huán)食過(guò)程中，太陽(yáng)被月亮全部遮蓋而兩個(gè)中心距離最近時(shí)，兩者之間的位置關(guān)系。也指發(fā)生上述位置關(guān)系的時(shí)刻。
4.生光。月球西邊緣和太陽(yáng)西邊緣相“內(nèi)切”的時(shí)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(zhǎng)不超過(guò)七分半鐘。
對(duì)于日食，食甚后，月亮相對(duì)日面繼續(xù)往東移動(dòng)。
5.復(fù)圓。生光后大約一小時(shí)，月球西邊緣和太陽(yáng)東邊緣相“接觸”時(shí)叫做復(fù)圓，從這時(shí)起月球完全“脫離”太陽(yáng)，日食結(jié)束。
日全食與日環(huán)食都有上述5個(gè)過(guò)程，而日偏食只有初虧、食甚、復(fù)圓3個(gè)過(guò)程，沒(méi)有食既、生光。
辭海另解：日食的過(guò)程中，月亮陰影和太陽(yáng)圓面第二次外切時(shí)的位置關(guān)系，也指發(fā)生這種位置關(guān)系的時(shí)刻。復(fù)圓是日食過(guò)程的結(jié)束。
八、日食和月食的類型
當(dāng)月球來(lái)到地球的向陽(yáng)的一側(cè)，其影子掃過(guò)的地區(qū)，人們看到太陽(yáng)被月輪遮蔽，叫做日食，當(dāng)日食發(fā)生時(shí)，根據(jù)觀測(cè)者在地球上所處的陰影部分，將分別看到三種類型的日食：
1.日全食——擋住了整個(gè)太陽(yáng)。如果觀測(cè)者處于本影范圍內(nèi)，整個(gè)太陽(yáng)將會(huì)被遮住。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)日全食，天空將會(huì)變暗，仿佛黑夜來(lái)臨。
2.日偏食——擋住了部分太陽(yáng)。如果半影經(jīng)過(guò)觀測(cè)者所處的位置，將只會(huì)擋住部分太陽(yáng)表面。觀測(cè)者將看到日偏食，天空可能會(huì)根據(jù)太陽(yáng)圓盤被遮蓋面積的多少而稍稍變暗。
3.日環(huán)食——僅能看到太陽(yáng)的一圈環(huán)狀發(fā)光帶。月球離地球較遠(yuǎn)，月球的本影不能到達(dá)地面而它的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)了地面，而位于月影的本影延長(zhǎng)線區(qū)域（偽影區(qū)）的人們就能看到日環(huán)食。
當(dāng)太陽(yáng)、月球、地球處于同一水平線時(shí)，地球在中間，就形成月食。月食主要分為月全食和月偏食。沒(méi)有月環(huán)食，原因是在月球軌道距離外，地半影截面遠(yuǎn)比月輪大得多。
1.月全食——當(dāng)整個(gè)月球進(jìn)入地球的本影之時(shí)。
2.月偏食——當(dāng)月球只有部分進(jìn)入地球的本影時(shí)。
3.半影月食——此時(shí)月球只是掠過(guò)地球的半影區(qū)，造成月面亮度輕微減弱，不易為人注意。