什麼是日食

太陽被月球遮蔽的現象。月球在繞地球執行過程中，有時會走到太陽和地球中間，這時月球的影子落到地球表面上，位於影子裡的觀測者便會看到太陽被月球遮住，這就是日食。

日食的種類

月球的影子可以分為本影、偽本影和半影三部分。月球繞地球的軌道和地球繞太陽的軌道都不是正圓，所以日、月同地球之間的距離時近時遠。因此在日食時，觀測者有時可能在本影範圍內(圖1a)，有時則可能在偽本影(本影的延長部分)範圍內(圖1b)。在本影內，觀測者看到太陽全部被月球遮住，這稱為日全食（圖2）；在偽本影內，則見月球不能完全遮住太陽，在太陽邊緣剩下一圈光環，這稱為日環食（圖3）；在半影內，則見太陽的一部分被月球遮住，這稱為日偏食。

本影或偽本影在地面掃過的區域稱為日食帶。本影掃過的區域可以看到日全食，稱為全食帶；偽本影掃過的區域可以看到日環食，稱為環食帶。日食帶的寬度一般為幾十公里至二、三百公里。有時候地面正好在本影和偽本影交界附近，日食發生的開始或最後階段可以看到日環食，而中間地區則可以看到日全食，這種情況稱為日全環食。日食帶兩旁是半影掃過的區域，可以看到日偏食。看到偏食的區域遠比看到全食或環食的區域廣。如果本影和偽本影在地球鄰近掠過不接觸地面，只有半影掃過地面，地球上就只能看到日偏食。全世界每年最多可以發生5次日食，最少也要發生2次。根據1901～2500年的日食統計，每世紀平均發生日偏食82.5次，日環食82.2次，日全食67.2次，日全環食4.8次，共計236.7次。對於某一確定地點來說，平均每三年左右就可以看到一次日偏食，日全食則平均三百多年才能看到一次。圖4示明1973～2000年的日食路線。

日食的過程

日全食分為五個階段：

（1）月球圓面剛剛和太陽圓面相接觸時稱為初虧，這時日偏食開始；

（2）初虧以後約一個小時，月球和太陽兩圓面相內切稱為食既，這時日全食開始；

（3）月球圓面中心和太陽圓面中心最近時稱為食甚；

（4）月球圓面和太陽圓面第二次內切稱為生光，這時日全食結束，從食既到生光一般只有2～3分鐘，最長不超過7分半鐘；

（5）生光以後約一個小時，月球圓面和太陽圓面第二次外切稱為復圓，日偏食結束(圖5)。日環食沒有食既和生光，而有環食始和環食終。日偏食只有初虧、食甚和復圓。日偏食食甚的時候，太陽圓面視直徑中被月球遮住的部分稱為食分(以太陽視直徑為單位)。日全食和日環食的食分的定義是月球視直徑與太陽視直徑之比。日偏食和日環食的食分都小於1，日全食的食分則大於或等於1。

日食的條件

假如月球軌道跟黃道在同一平面，那麼每月逢朔就都要發生日食。實際上白道跟黃道平均有約5°9′的傾角，朔的時候月球有時在太陽的上方通過，有時在太陽的下方通過，並不是每次都可以遮住太陽而發生日食。只有當朔時太陽離白道與黃道的交點在某一角度以內才會發生日食，這個角度稱為日食限。日食限是變化的，最小為15°4，最大是18°5。

發生日食需要滿足兩個條件：一是月球在朔的時候，二是太陽同交點的距離在日食限以內。月球從朔到下一次朔是一個朔望月，平均長29.53059天。太陽從月球軌道的升交點（或降交點）再回到升交點（或降交點）是一交點年，平均長346.62天。朔望月與交點年的最小公倍數就和日食的週期有關。

日食的週期

古代巴比倫人發現日食具有 223個朔望月的週期。223個朔望月等於6585.3天，19交點年等於6585.8天，二者差不多相等。這 223個朔望月，也就是18年零11天的週期稱為沙羅週期。例如 1981年7月31日發生日全食，18年零11天以後在1999年8月11日也要發生日全食。但 223個朔望月並不恰好等於 19交點年，還有0.5天的差；223個朔望月也並不恰好等於整天數，還有0.3天的差數。因此，經過一個沙羅週期以後，在地面上看到的日食的情況也有變化。看到日食的區域也並不跟上一次看到日食的區域相同。

中國漢代發現日食具有135個朔望月的週期。135個朔望月等於3986.6天，11.5交點年等於3986.1天，135個朔望月約合11年少31天。例如 1981年7月31日發生日全食，135個朔望月以後在1992年6月30日也會發生日全食。

中國古代日食記錄

中國古代有豐富的日食記錄。最早的一次是《尚書·胤徵》記載的“乃季秋月朔，辰弗集於房……”古今中外的學者們對這次日食的具體年份推斷不一致，有的推算在公元前2165年，有的推算在公元前1948年，但一般都認為這是世界最早的日食記錄。《詩經·小雅》記載“十月之交，朔日辛卯，日有食之……”這是周幽王六年十月朔，即公元前 776年9月6日的日食。《春秋》一書記載有日食37次，除極少數幾次還待考證外，已證明絕大多數都是正確可靠的。如不計甲骨文中的記載，從古代到清朝，史書中共有一千多次日食記錄。

朱文鑫：《歷代日食考》，商務印書館，上海，1934。

唐漢良、餘宗寬：《日月食及其計算概要》，江蘇人民出版社，南京，1959。

t，Textbook on Spherical Astronomy，6thed.，pp.386～401，Cambridge　s，Cambridge，1977.