日食几何学

2017年8月21日，月球阴影的黑暗内侧将横扫美国，在美国14个州的地区造成日全食。但是，你可能会问，太阳比月亮大得多，这是如何实现的呢？虽然我们白天的恒星直径比月球大约400倍，但它也比月球远大约400倍。这意味着两个圆盘看起来大小相同，所以在某些时间、某些地点，月亮可以完全遮挡太阳。

在日偏食阶段，请务必保护您的眼睛。最简单的方法是购买一副太阳观测眼镜。即使太阳被遮挡了99%，也要佩戴它们，因为剩余的部分仍然足够强烈，会造成视网膜灼伤。但请记住：在2分40秒的日全食期间，摘下任何太阳滤镜，否则您将错过日食最壮观的部分。

两种阴影

如果太阳是一个点光源，就像夜空中的一颗恒星一样，那么月亮只会投射一种阴影。但太阳横跨0.5°，所以即使在日全食期间，太阳的一些光线也会从月球的上方或下方穿过，形成一种密度较低的阴影，称为半影。只有在月亮完全阻挡太阳光的地方——其黑暗的内部阴影称为本影——地球上的人们才能看到日全食。在半影的任何地方，日食都是部分日食，但被遮挡的太阳百分比会随着你接近本影而增加。不幸的是，本影很小，直径不超过一百英里。另一方面，半影的直径超过4000英里。

日食的类型

三种主要的日食类型是：日全食，月亮完全遮挡太阳表面（上面也显示了）；日环食，此时月亮离地球太远（或地球离太阳太远），无法完全遮挡太阳；以及日偏食，此时三者排列不准确，只有月亮的外部阴影接触到我们的行星。

日食何时发生？

月球倾斜的轨道在每次公转中只在节点处与我们绕太阳的轨道相交两次。只有当月亮位于其中一个节点时，才会发生日食（太阳或月亮）。

月球距离和轨道倾角的变化

一些中心日食是日全食，而另一些是日环食，因为月球与地球的距离会发生变化。并非每个新月都会发生日食，因为我们的卫星轨道比我们轨道的平面倾斜了5°以上。

Michael E. Bakich 是《Astronomy》杂志的资深编辑，他将主持8月21日在密苏里州圣约瑟夫市Rosecrans Memorial Airport举行的世界上最大的日食活动。

此故事最初以印刷形式发表为“日食几何”