天文|天文小科普：是什么产生了日全食？_日全食|月球轨道|太阳|月球|科

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在2020年12月14日，当月球的阴影开始从中东移动到太平洋的时候，我们的白天就会变得像黑夜一样，并有漫天繁星相随。天空中会有一个空出来的洞，那是太阳所在的位置，外面有一层火焰般的环状物，也就是日冕。

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(图解：日冕图源：NASA)
日全食的发生将会富有历史意义，对日蚀的记录一直存在，最早的记录可以追溯到古老的美索不达米亚人所写下的壮观景象。那是在公元前14世纪,当时他们认为日蚀是种耻辱的象征，这也许也开始让埃及法老阿肯那顿信奉太阳的神明。

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(图解：古埃及人信奉“太阳神” 图源：pinterest)
古代中国的占星师如果没能准确预报日蚀现象和预言皇帝的运势将会丢掉性命，而他们的皇帝就是太阳的象征。历史上最早记录的一次特殊事件是吕底亚人和米迪亚人之间的一场战争。它发生在公元前525年5月28日，当时发生的日蚀现象使士兵们都放下武器，宣布停战。
而日食现象到底是如何产生的？在发生日全食的时候，月球移动到了地球和太阳之间。这时，月球的身影会完全掩盖住太阳，虽然太阳体型远远比月球大得多，但这真的可能吗？
太阳的体积比月球大400倍，不过碰巧的是，月球离地球的距离比太阳近390倍，两者体积上和与地球距离的差距会相互抵消，使月球和太阳看上去几乎一样大。

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(图解：由于月球离地球的距离比离太阳的距离近，月球的阴影挡住太阳光对地球的照射并形成日食现象；图源：Business Insider )
每次月球绕地球转的时候都要花上27.3天，它都要穿过地球与太阳之间，这个阶段叫做新月。而每次月球经过的时候，新月都有可能挡住太阳。而大部分时候，月亮都只挡住太阳上部，或下部小部分区域。但如果两者完全重叠，月球的阴影就会完全挡住太阳光对地球的照射，而所呈现出的阴影就成为了日全食。
就像进入黑夜的地球一样，日全食时的天空是全黑的，充满繁星。但如果月球完全遮盖太阳的表面的时候，它并没有盖住太阳的外部大气层，也就是日冕，它看上去有如火焰般的外环，笼罩在黑暗的月球周围。

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(图解：日食过程中，月球的阴影在地球的大气中创造了波；就像一艘船在海面上经过形成了水波；图源：Digital Blasphemy)
日食每年都会发生几次，但大部分都是日偏食。月球并没有完全与太阳重叠，而当月球完全与太阳重合的时候，月球通常会与地球离得太远，无法完全遮住太阳，这就变成了日环食。
在日环食或日偏食发生时，天空仍然是亮的，即使是在罕见的日全食时，月球的阴影很有可能会投到海面，只有极少数人能看到。

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（图解：日全食过程图源：Giphy）
发生在2017年的日食会是规模很大的一次，因为月球远离地球的速度很慢
如果我们的祖先，在一亿年前的日全食时曾抬头看看天空，他们也许不会看到太阳外层的日冕，只看到一片漆黑。最终，月球会远离地球至一定程度，至完全遮盖太阳。这个过程对地球的漫长历史来说只不过是眨眼之间的事，这不过是月球刚好处在离地球合适的位置，形成了日全食，并使日冕露出来，所以在2017年8月21日，当月球完全与太阳重叠而与地球距离正好的时候，它的阴影会穿越美国，如果你刚好与三者位于同一条直线时，你将会目击到宇宙中最为雄伟壮观的景色。
但是，伴随其壮观景色的是极大的危害，只有使用特质的专门用来观察日食的过滤眼镜可以用来观看日食。日食现象也许会有损太阳的尊严，但即使是有失尊严的太阳也会刺伤你的眼睛。

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(图解：日食专用护镜；图源：space )

当地球的一部分被月球的阴影吞没时，月球的阴影完全或部分挡住了太阳光，日食就发生了。这种情况在太阳、月球和地球处于排成一线时发生。这样的排列与新月（合）相吻合，表示月球最接近黄道面。日全食时，太阳的圆盘完全被月亮挡住。在日偏食和月食中，只有部分太阳被遮挡。

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如果月球正处于离地球偏近的一个圆形轨道，并且处于相同的轨道平面，每个新月都将会有日全食发生。然而，因为月球的轨道比地球围绕太阳的轨道倾斜5度左右，它的阴影通常不会遮挡到地球。日全食只会在新月时月球离黄道平面足够近的时候才会发生。让两个事件必须有特殊的条件才能同时发生，因为月球的轨道每隔一个月（27.212220天）在其轨道交点穿过黄道两次，而新月每隔一个月（29.530587981 天）出现一次。因此，日（和月）食只在日月食季发生，导致的结果是至少有两次到五次，日食每年会发生一次，并且不超过两次，其中有一次会是日全食。
作者: TED-Ed
FY: sherry lee
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