2019年12月26日，天空上演了一場壯觀的日環食天象。在此期間，中國全境都可以觀測到日偏食。借此機會，我將科普一下日食的相關知識。當月球運動到地球和太陽之間，且三者處于一條直線上時，月球會擋住部分太陽照射到地球上的光，在月球背著太陽的方向出現陰影，稱作月影。在地球上月影掃過的區域里的人，由于月球遮擋，不能看到完整的太陽，這種現象就稱為日食。月影分為本影、半影和偽本影。本影（umbra）指沒有受到太陽光直射的地方，在空間上是個圓錐體，故稱作本影錐。半影（penumbra）指只受到部分太陽光直射的區域。偽本影（antumbra）指本影錐匯聚一點后繼續延伸形成的椎體。由于月亮圍繞地球的軌道是橢圓形，因此地月距離不是固定不變的，當地月距離遠于本影錐頂點時，偽本影才能落到地球表面。根據觀測者位于月影的具體位置，觀測者看到的日食主要分為四類：日偏食（partial eclipse）、日全食、日環食（annular eclipse）和全環食。日偏食：地球上的觀測者處在月球的半影區中時，看到的是日偏食，太陽一部分被月球遮擋。此時，通常在地球上其他某些區域能看到其他食相，如日全食或日環食或全環食。比如2019年12月26日，中國多地能看到日偏食，而新加坡、沙特阿拉伯的部分地區就能看到日環食。日全食：太陽直徑（139.2萬公里）約是月球直徑（3476.28公里）的400倍，日地平均距離（1月初近日點1.47億公里，7月初遠日點1.52億公里）也約是月地平均距離（近地點36.3萬公里，遠地點40.6萬公里）的400倍，因此月球本影往往可以掃過地球表面，遮住整個太陽。這種情況通常發生在月球滾明汪處于近地點附近時，處于本影范圍內的人便能看到日全食，而處于半影范圍內的人會看到日偏食。日環食：當月球處于遠地點時，月球看上去顯得比太陽小，月球的本影錐不能到達地球，偽本影錐掃過地球的部分區域。此時，從地球上偽本影覆蓋的區域看太陽，看到的是一個中心被遮擋、周圍發光的光環，這就是日環食。全環食：除了日全食和日環食外，還有一種非常巧合情況下發生的日食。當月地距離與日地距離的比剛好等于月亮直徑與太陽直徑的比時，月球的本影錐頂點剛好能接觸地球，而錐點兩側則屬于偽本影錐覆蓋區域。隨著地月的相對移動，處于本影錐頂點附近的區域會先后看到日環食、日全食和日環食，這種情況稱為全環食。日食過程分為初虧、食既、食甚、生光和復圓五個階段。初虧：指月球東邊緣剛和太陽西邊緣相接觸（外切）時，是日食的開始。食既：只在日全食和日環食過程中發生，是日全食或日環食的開始；對于日全食，是指月球東邊緣剛和太陽東邊緣相內切時；對于日環食，是指月球西邊緣剛和太陽西邊緣相內切時。食甚：指月球中心距離太陽中心最近的時刻。生光：只在日全食和日環食過程中發生，是日全食或日環食的結束；對于日全食，指月球西邊緣與太陽西邊緣相內切時；對于日環食，是指月球東邊緣剛和太陽東邊緣相內切時。復圓：指月球西邊緣和太陽東邊緣相外切時，是日食的結束。日食過程中，同一個地區看到從初虧到復圓的時長能持續幾個小時，最精彩的部分是從食既到生光，持續時間從1秒鐘到十幾分鐘不等。地球上每年至少出現2次日食，最多出現5次。不過出現5次的年份很少，在過去的5000年中，只有25個年份出現過。為什么日食不常有呢？因為日食的發生要求太陽、月球和地球三者處在同一條直線上。天文學將一個以地球球心為中心、半徑無限大的假想球稱作天球，所有的天體都位于天球面上。月球在天球上移動的軌道面（白道）和太陽在天球上移動的軌道面（黃道）存在約5度的夾角，導致發生日食的條件非常苛刻，要求月球和太陽同時處在白道和黃道的交點附近。加之即使發生日食，如果你處在地球上月影覆蓋區域以外的地方，也將無緣觀看。因此對于同一地點來說，出現日全食的幾率約為每300到400年一次。雖然日食發生時，太陽部分或全部被遮擋，光的強度有所下降，但仍然刺眼，直接觀察會對眼睛造成傷害。對于非專業觀測者，可以采取以下方法：不推薦的方法：直接用肉眼觀察。推薦的方法：使用特殊的日食眼鏡或濾光片觀察。對于大眾來說，日食是值得觀賞的天象。但對于歷史學家和科學家來說，日食還有很多妙用。最有名的是日食結束希臘的呂底亞和麥底亞兩國戰爭的故事。當時兩國彼此征戰了五年沒有分出勝負，在第六年某次戰斗中雙方士兵正激烈交戰時，忽然天昏地暗黑暗籠罩大地。戰士們都被這個現象嚇到