日食是如何形成的呢？
月球是一个既不发光也不透明的天体，在太阳的照射下会产生影子。当月球运行到太阳和地球之间，月影覆盖在地球表面时，人们就会看到日轮被月轮遮挡的现象，我们称之为日食，这是一种的客观天文现象。
月影有本影、半影和伪本影之分，在不同类型月影覆盖之下会看到不同的日食。一种是在本影之内，日轮被完全遮蔽的叫做日全食（如图1所示）；一种是在伪本影范围内，日轮被遮挡后露出边上窄窄一圈而变成金环的日环食（如图2所示）；一种是在半影覆盖之中，日轮与月轮没有完全重合，太阳仅仅被遮挡一部分的称为日偏食（如图3所示）。还有一种更为罕见的混合日食。
图1：本影与日全食（左图源自timeanddate.com，翻译：林鸿志；右图源自NASA）
图2 伪本影与日环食（左图源自timeanddate.com，翻译：林鸿志；右图源自NASA）
图3 半影与日偏食（左图源自timeanddate.com，翻译：林鸿志；右图源自NASA）
众所周知，月球大约每30天绕地球公转一圈，每个月都会有一次运行到太阳和地球之间，一般是农历十五前后，也就是满月的日子。那为什么不是每次满月都能看到日食呢？这是因为月球的公转轨道和地球的公转轨道存在夹角，月影不一定每次都能扫到地球上。只有当月球和地球几乎处于同一水平面时（如图4所示），月影才会覆盖在地球上，产生日食现象。
图 4 月影模拟（图源：NASA Scientific Visualization Studio）
一起来看个科普小短片吧，相信它可以帮助大家更好地理解日食发生的原理哦！
Credit：NASA's Goddard Space Flight Center
翻译&字幕：林鸿志
2020夏至日食精彩抢先看
然而当日食发生时，地球上并非所有地方都能看到，只有在月球影子扫过的区域才有机会看到日食，因此对于某一个具体的地方而言，能够看到日食特别是日全食或日环食的机率并不高。科学家们通常绘制日食地图来展示见食情况，以今年夏至日环食为例，只有在环食带（红色实线所示范围）之内的地方才能够看到日环食，环食带两旁的区域（黑色实线所示范围）可见日偏食，如图5所示。
图5 2020年6月21日日环食地图（图源：中科院紫金山天文台）
观测日食，还要考虑食分的问题。食分是指太阳被遮挡视直径与太阳视直径之比，食分越大，表示日轮被遮挡的部分越多，看起来就越震撼。日全食的食分大于或等于1，日环食和日偏食则小于1。特别要注意的是当日全食或日环食上演时，日食带两旁的区域可以看到日偏食，距离日食带越远，食分越小，如图6所示。所以要想成功观赏到更加壮观的日食现象，在充分考虑天气等因素的基础上，可以尽量选择去到食分较大的地方。
图6 2020年夏至日环食食甚模拟图，
左图食分0.906（广州）；右图食分0.589（北京）
（图源：万维望远镜）
让我们提前展望一下，下一次我国境内可见的日环食是在十年之后——2030年6月1日。届时环食带将经过我国东北部黑龙江、内蒙古少数城市，可见范围不大。
最后，为大家奉上一部关于本次夏至日食的小短片，对即将到来的精彩先睹为快。祝大家赏日愉快！
《夏日奇观》
本视频利用万维望远镜制作
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作者介绍
林鸿志
男，硕士。2018年本科毕业于广州大学地理系，2020年硕士毕业于福建师范大学地理系。曾任广州大学天文爱好者协会会长、第二届广东省中学生天文观测与操作技能大赛裁判长。研究兴趣为天文科普教育课程与活动设计。
本文作者热衷于天文科普教育事业，如有合作或聘用意向，可在后台留言。
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