日全食（Eclipse）是日食的一種,，即在地球上的部分地點(diǎn)太陽(yáng)光被月亮全部遮住的天文現(xiàn)象。日全食分為初虧,、食既,、食甚、生光,、復(fù)圓五個(gè)階段,。由于月球比地球小，只有在月球本影中的人們才能看到日全食,。民間稱(chēng)此現(xiàn)象為天狗食日,。

2020年12月1日，天文專(zhuān)家介紹,，日全食將在12月14日現(xiàn)身,，發(fā)生在南半球。

北京時(shí)間2021年12月4日迎來(lái)了2021年全年唯一一個(gè)日全食,。本次日全食自北京時(shí)間12月4日13時(shí)29分開(kāi)始至17時(shí)37分結(jié)束,，我國(guó)無(wú)法見(jiàn)到。全食帶從大西洋南部開(kāi)始,，經(jīng)過(guò)南極洲,，在太平洋南部結(jié)束。

現(xiàn)象描述

日全食是日食的一種,，發(fā)生在新月在黃道和白道的交點(diǎn)附近18°左右的范圍內(nèi)。日全食發(fā)生時(shí)隨著月球遮擋住太陽(yáng)輻射,，大氣層高處的電離層也會(huì)發(fā)生一些相應(yīng)變化,。這暫時(shí)會(huì)對(duì)信號(hào)需經(jīng)過(guò)電離層反射的無(wú)線(xiàn)電中波、短波通信造成一定干擾,，使用超短波的調(diào)頻廣播,、手機(jī),、無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)等則不受影響,。不過(guò),，對(duì)整個(gè)地球磁場(chǎng)而言，這種影響還是微小的,。另外，日食造成的降溫不會(huì)很大。

上一次發(fā)生在中國(guó)的日全食發(fā)生于2009年7月22日,，而下一次將在2034年3月20日發(fā)生在西藏北部的山區(qū)，但基本是無(wú)人區(qū),。另外2035年9月2日,，還有一次日全食在我國(guó)北方發(fā)生，時(shí)長(zhǎng)1分29秒,。

一次日全食的過(guò)程可以分為以下五個(gè)時(shí)期：初虧,、食既、食甚,、生光,、復(fù)圓。

初虧

由于月亮自西向東繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),，所以日食總是在太陽(yáng)圓面的西邊緣開(kāi)始的,。當(dāng)月亮的東邊緣剛接觸到太陽(yáng)圓面的瞬間（即月面的東邊緣與日面的西邊緣相外切的時(shí)刻），稱(chēng)為初虧,。初虧也就是日食過(guò)程開(kāi)始的時(shí)刻,。

食既

從初虧開(kāi)始，英國(guó)天文學(xué)家倍利最早描述了這種現(xiàn)象,，因此又稱(chēng)為倍利珠,。這是由于月球表面有許多崎嶇不平的山峰，當(dāng)陽(yáng)光照射到月球邊緣時(shí),，就形成了貝利珠現(xiàn)象,。

食甚

食既以后，日輪繼續(xù)東移,，當(dāng)月輪中心和日面中心相距最近時(shí),，就到食甚。食甚是太陽(yáng)被月亮遮去最多的時(shí)刻,。

生光

月亮繼續(xù)往東移動(dòng),，當(dāng)月面的西邊緣和日面的西邊緣相內(nèi)切的瞬間，稱(chēng)為生光,，它是日全食結(jié)束的時(shí)刻,。在生光將發(fā)生之前，鉆石環(huán),、貝利珠的現(xiàn)象又會(huì)出現(xiàn)在太陽(yáng)的西邊緣,，但也是很快就會(huì)消失,。接著在太陽(yáng)西邊緣又射出一線(xiàn)刺眼的光芒，原來(lái)在日全食時(shí)可以看到的色球?qū)?、日珥,、日冕等現(xiàn)象迅即隱沒(méi)在陽(yáng)光之中，星星也消失了,，陽(yáng)光重新普照大地,。

復(fù)圓

生光之后，月面繼續(xù)移離日面,，太陽(yáng)被遮蔽的部分逐漸減少,，當(dāng)月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那，稱(chēng)為復(fù)圓,。這時(shí)太陽(yáng)又呈現(xiàn)出圓盤(pán)形狀,，整個(gè)日全食過(guò)程就宣告結(jié)束了。

現(xiàn)象原理

發(fā)生日全食是因?yàn)樘?yáng)靠近月球軌道與地球軌道的一個(gè)交點(diǎn),，而同時(shí)月球在距此點(diǎn)的最遠(yuǎn)的點(diǎn)上,。即為光的直線(xiàn)傳播。

之所以會(huì)發(fā)生日全食,，是因?yàn)榇嬖谝环N神奇的對(duì)稱(chēng)性,。太陽(yáng)的直徑是月亮的400倍，而它距地球的距離正好也是月亮的400倍,。結(jié)果,，當(dāng)月亮完全處于地球和太陽(yáng)之間時(shí)，對(duì)那些完全處于月亮陰影中的人來(lái)說(shuō),，太陽(yáng)的表面便被完全遮擋了,。太陽(yáng)變成了黑色，只留下一個(gè)金色的光環(huán),，天空變成了靛青色,。鳥(niǎo)兒此時(shí)會(huì)失去方向，或者會(huì)飛回巢中,，蝙蝠和其它夜行動(dòng)物則可能睡眼惺忪地出來(lái)活動(dòng),。

現(xiàn)象觀測(cè)

歷史上重要的日全食

公元前1948年，有人觀測(cè)到了日食,。傳說(shuō)夏代一位天文官因沉湎酒色,，漏報(bào)日食，被砍首以警示玩忽職守者,。甲骨文中共有1000多次日食記錄,。最早是《尚書(shū)》記載的發(fā)生在公元前1948年的一次日食。

公元前776年9月6日,，《詩(shī)經(jīng)·小雅》記載：“十月之交,，朔日辛卯，日有食之,?！?/p>

公元前585年，米提斯與利比亞兩族打仗,，打到一半時(shí)忽然間太陽(yáng)消失不見(jiàn)了,，兩族族人害怕災(zāi)禍的到來(lái)，終于達(dá)成美好的結(jié)果——兩族講和通婚,。

1868年8月18日,，東非、阿拉伯半島,、印度半島,、中南半島、馬來(lái)群島部分地區(qū)出現(xiàn)日全食,，法國(guó)天文學(xué)家皮埃爾·讓森在英屬印度的貢土爾觀測(cè)日全食時(shí),，發(fā)現(xiàn)了日珥光譜中的新譜線(xiàn)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)新元素氦,。

1919年5月29日,，秘魯、智利,、玻利維亞,、巴西、利比里亞,、法屬西非,、英屬黃金海岸、葡屬圣多美普林西比,、西屬幾內(nèi)亞,、法屬赤道非洲、比屬剛果,、北羅德西亞,、尼亞薩蘭、德屬東非,、葡屬東非部分地區(qū)出現(xiàn)日全食,，幾乎整個(gè)南美洲、非洲和周邊一些地區(qū)出現(xiàn)日偏食,。兩支觀測(cè)隊(duì)分別在巴西索布拉爾及葡屬圣多美普林西比普林西比島觀測(cè),，證實(shí)了廣義相對(duì)論的重力透鏡效應(yīng)。

1973年6月30日,，巴西,、圭亞那,、荷屬圭亞那、葡屬佛得角,、毛里塔尼亞,、馬里、阿爾及利亞,、尼日爾,、乍得、中非,、蘇丹（全食帶在該國(guó)覆蓋的區(qū)域大部分屬于今南蘇丹）,、烏干達(dá)、肯尼亞,、索馬里和英屬塞舌爾部分地區(qū)出現(xiàn)日全食,，大西洋兩岸至印度洋之間的廣大區(qū)域出現(xiàn)日偏食。美國(guó),、英國(guó),、法國(guó)等國(guó)科學(xué)家借助協(xié)和式飛機(jī)在毛里塔尼亞、馬里,、尼日爾,、乍得上空觀測(cè)，將全食時(shí)間延長(zhǎng)至地面的10倍以上,，達(dá)到74分鐘,，是人類(lèi)歷史上單次日全食觀測(cè)時(shí)間最長(zhǎng)的記錄。

1997年3月9日,，哈薩克斯坦,、中國(guó)、蒙古和俄羅斯部分地區(qū)出現(xiàn)日全食,，亞洲東部和北美洲西北部地區(qū)出現(xiàn)日偏食,。1995年發(fā)現(xiàn)的海爾-波普彗星在日全食期間出現(xiàn)在天空，此前日全食與亮彗星同時(shí)出現(xiàn)的記錄僅有3次,。中國(guó)科學(xué)家在漠河觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)除虧,、復(fù)圓時(shí)重力加速度出現(xiàn)異常降低的“重力雙谷”，尚未得到合理解釋,。

2016年3月9日印度尼西亞將出現(xiàn)一次日全食,。印尼很多地區(qū)都可以看到持續(xù)2到3分鐘的日全食，包括蘇門(mén)答臘島,、加里曼丹島,、蘇拉威西島、馬魯古島,。印尼這次以后要再看到日全食必須等到350年后,。

2019年7月2日下午4時(shí)40分（北京時(shí)間2019年7月3日4時(shí)40分）,，智利中北部的科金博大區(qū)和阿塔卡馬大區(qū)部分地點(diǎn)前后迎來(lái)了一次日全食。

2020年12月1日,，天文專(zhuān)家介紹,，日全食將在12月14日現(xiàn)身，發(fā)生在南半球,。

北京時(shí)間2021年12月4日迎來(lái)了2021年全年唯一一個(gè)日全食。本次日全食自北京時(shí)間12月4日13時(shí)29分開(kāi)始至17時(shí)37分結(jié)束,，我國(guó)無(wú)法見(jiàn)到,。全食帶從大西洋南部開(kāi)始，經(jīng)過(guò)南極洲,，在太平洋南部結(jié)束,。

21世紀(jì)中國(guó)境內(nèi)的日全食

2008年8月1日（也稱(chēng)“奧運(yùn)日食”），中國(guó)的新疆維吾爾自治區(qū),、甘肅省,、內(nèi)蒙古自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū),、陜西省,、山西省、河南省部分地區(qū)可見(jiàn)全食,。除臺(tái)灣和南海南部外其余地區(qū)都可見(jiàn)日偏食,。隸屬哈密地區(qū)伊吾縣的葦子峽鄉(xiāng)建造了世界上第一個(gè)日全食觀測(cè)廣場(chǎng)。

2009年7月22日,，西藏東南,、云南西北、四川中偏南,、重慶大部,、湖北中南、湖南北端,、河南東南角,、安徽南半部、江西最北端,、江蘇南部,、浙江北部、上海絕大部（除崇明島西北端）可見(jiàn)全食,，其余地區(qū)均可見(jiàn)日偏食,。北硫磺島東南的太平洋上，全食持續(xù)時(shí)間達(dá)到最長(zhǎng)的6分39.5秒,，是21世紀(jì)最長(zhǎng)的一次,，直到2132年6月13日才會(huì)打破,。陸地上的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間在北硫磺島，達(dá)6分35秒,。但實(shí)際上該島不易到達(dá),，多數(shù)人看到的持續(xù)時(shí)間均比該時(shí)間短。21世紀(jì)多數(shù)人能方便觀測(cè)到持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的日全食將會(huì)是2027年8月2日在埃及,。

另?yè)?jù)預(yù)測(cè),，2034年3月20日、2035年9月2日,、2060年4月30日,、2063年8月24日、2070年4月11日,、2088年4月21日,、2089年10月4日我國(guó)境內(nèi)將會(huì)發(fā)生日全食。

觀測(cè)條件

1．必須在日全食發(fā)生的中心地帶上,。

2．日全食的時(shí)間在3分鐘以上,。

3．天氣狀況良好。

觀測(cè)方法

墨水觀測(cè)法

可以取一盆清水,，加入墨汁,，通過(guò)水面的反光看太陽(yáng)。此方法減光率較低,，易使眼睛受傷,，不推薦使用。

針孔投影法

利用兩塊板子,，在其中一塊板子上挖一個(gè)小洞,，讓陽(yáng)光穿過(guò)這個(gè)小洞投影到另一塊板子上。

望遠(yuǎn)鏡投影法

手不要亂晃,，否則太陽(yáng)的影子會(huì)搖晃,。并且千萬(wàn)不要拿著望遠(yuǎn)鏡直接看太陽(yáng)，如果用望遠(yuǎn)鏡直接看太陽(yáng),，一定要用濾光鏡,。

注意事項(xiàng)

在拍攝日全食時(shí)，由于食甚一般只有幾分鐘,。因此,，還需要做好以下幾點(diǎn)：

1．提前進(jìn)行周密的規(guī)劃。

2．提前進(jìn)行實(shí)際演練,。

3．實(shí)際觀測(cè)時(shí),，在全食或者環(huán)食階段找一個(gè)人專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)報(bào)時(shí)。當(dāng)有人專(zhuān)門(mén)報(bào)時(shí)，其他觀測(cè)者就能對(duì)時(shí)間做到心中有數(shù),，更好的安排自己的觀測(cè),。

4．日冕的觀測(cè)。日冕是太陽(yáng)的外層大氣,，溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度,，而密度比人類(lèi)制造的真空還要空，可以說(shuō)是能看得見(jiàn)的真空,，日冕只有日全食時(shí)才觀測(cè)得到,。每次日全食時(shí)所見(jiàn)的日冕形狀、大小及結(jié)構(gòu)都不同,。在太陽(yáng)黑子活動(dòng)活躍期,，日冕呈圓盤(pán)形；黑子活動(dòng)衰期,，日冕的形狀則不大規(guī)則，且沿太陽(yáng)赤道區(qū)可見(jiàn)射光,，在兩極附近地區(qū)呈扇形的結(jié)構(gòu)物,。觀測(cè)時(shí)，可利用繪圖法記錄下來(lái),。

5．氣象變化觀測(cè),。日全食時(shí)，陽(yáng)光突然消失,，氣溫迅速下降,，氣壓和風(fēng)向都有所變化?？捎脙x器記錄這些變化,。

6．日全食時(shí)，可以利用這珍貴的幾十秒,，進(jìn)行彗星,、內(nèi)行星（金星和水星）的搜索。

另外,，在面對(duì)最壯觀的日全食時(shí),，食甚時(shí)要摘掉濾光片。其余時(shí)候千萬(wàn)不要用肉眼或任何光學(xué)設(shè)備直視太陽(yáng),，不能用相機(jī)直接拍攝,，以防損傷燒壞相機(jī)。

現(xiàn)象影響

發(fā)生日全食時(shí),，光線(xiàn)穿過(guò)樹(shù)葉的縫隙投影出新月的影子,。發(fā)生日全食時(shí)，動(dòng)物常常準(zhǔn)備睡覺(jué)，或行為異常,。發(fā)生日全食時(shí),，當(dāng)?shù)氐臏囟韧ǔ?huì)下降至少20度。當(dāng)99%的太陽(yáng)表面被覆蓋時(shí),，能看到的晨昏蒙影現(xiàn)象,。在日全食期間，地平線(xiàn)的周?chē)鷷?huì)有一個(gè)窄的光帶,，這是因?yàn)橛^察者并不是直接站在月亮的影子下面,，地球和月亮有一定的距離。在現(xiàn)代的原子鐘出現(xiàn)之前,，天文學(xué)家通過(guò)對(duì)日食的古代記錄進(jìn)行研究,，發(fā)現(xiàn)地球旋轉(zhuǎn)的周期每個(gè)世紀(jì)變慢了0.001秒。

日全食是人們認(rèn)識(shí)太陽(yáng)的極好機(jī)會(huì),。平時(shí)所見(jiàn)到的太陽(yáng),，只是它的光球部分，光球外面的太陽(yáng)大氣的兩個(gè)重要的層次—色球?qū)雍腿彰?，都淹沒(méi)在光球的明亮光輝之中,。色球?qū)邮翘?yáng)大氣中的中層，它是在光球之上厚約2000千米的一層,；在太陽(yáng)外面,，還包圍著溫度極高（百萬(wàn)攝氏度）但卻十分稀薄的等離子體，延伸的范圍比太陽(yáng)本身還大好幾倍,，這叫做日冕,。日冕的光度只有太陽(yáng)本身的百萬(wàn)分之一，平常它完全隱藏在地球大氣散射光造成的藍(lán)色天幕里,。日全食時(shí),，月亮擋住了太陽(yáng)的光球圓面，在漆黑的天空背景上,，相繼顯現(xiàn)出紅色的色球和銀白色的日冕,，科學(xué)工作者可以在這一特定的時(shí)機(jī)、特定的條件下,，觀測(cè)色球和日冕,，并拍攝色球、日冕的照片和光譜圖,，從而研究有關(guān)太陽(yáng)的物理狀態(tài)和化學(xué)組成,。例如在1868年8月18日的日全食觀測(cè)中，法國(guó)的天文學(xué)家讓桑拍攝了日餌的光譜,，發(fā)現(xiàn)了一種新的元素“氦”,，這個(gè)元素一直在過(guò)了二十多年之后,，才由英國(guó)的化學(xué)家雷姆素在地球上找到。

日食可以為研究太陽(yáng)和地球的關(guān)系提供良好的機(jī)會(huì),。太陽(yáng)和地球有著極為密切的關(guān)系,。當(dāng)太陽(yáng)上產(chǎn)生強(qiáng)烈的活動(dòng)時(shí)，它所發(fā)出的遠(yuǎn)紫外線(xiàn),、X射線(xiàn),、微粒輻射等都會(huì)增強(qiáng)，能使地球的磁場(chǎng),、電離層發(fā)生擾動(dòng),，并產(chǎn)生一系列的地球物理效應(yīng)，如磁暴,、極光擾動(dòng),、短波通訊中斷等。在日全食時(shí),，由于月亮逐漸遮掩日面上的各種輻射源,，從而引起各種地球物理現(xiàn)象發(fā)生變化，因此日全食時(shí)進(jìn)行各種有關(guān)的地球物理效應(yīng)的觀測(cè)和研究具有一定的實(shí)際意義,，并且已成為日全食觀察研究中的重要內(nèi)容之一,。

觀測(cè)和研究日全食，還有助于研究有關(guān)天文,、物理方面的許多課題，利用日全食的機(jī)會(huì),，可以尋找水星軌道以?xún)?nèi)的行星,；可以測(cè)定星光從太陽(yáng)附近通過(guò)時(shí)的彎曲，從而檢驗(yàn)廣義相對(duì)論,，可以研究引力的性質(zhì)等等,。

此外，日食對(duì)研究日食發(fā)生時(shí)的氣象變化,、生物反應(yīng)等都有一定的意義,。

科學(xué)史上有許多重大的天文學(xué)和物理學(xué)發(fā)現(xiàn)是利用日全食的機(jī)會(huì)做出的，而且只有通過(guò)這種機(jī)會(huì)才行,。最著名的例子是1919年的一次日全食,，證實(shí)了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的正確性。愛(ài)因斯坦1915年發(fā)表了在當(dāng)時(shí)看來(lái)是極其難懂,、也極其難以置信的廣義相對(duì)論,，這種理論預(yù)言光線(xiàn)在巨大的引力場(chǎng)中會(huì)拐彎。人類(lèi)能接觸到的最強(qiáng)的引力場(chǎng)就是太陽(yáng),，可是太陽(yáng)本身發(fā)出很強(qiáng)的光,，遠(yuǎn)處的微弱星光在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)是不是拐彎了，根本看不出來(lái)。但如果發(fā)生日全食,，擋住太陽(yáng)光,，就可以測(cè)量出來(lái)光線(xiàn)拐沒(méi)拐彎、拐了多大的彎,。機(jī)會(huì)在1919年出現(xiàn)了,，但全食帶在南大西洋上，很遙遠(yuǎn),，也很艱苦,。英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)丁頓帶著一支熱情和好奇心極強(qiáng)的觀測(cè)隊(duì)出發(fā)了。觀測(cè)結(jié)果與愛(ài)因斯坦事先計(jì)算的結(jié)果十分吻合,，從此相對(duì)論得到世人的承認(rèn),。

日全食的計(jì)算涉及到太陽(yáng)和月亮運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，因此古代許多天文學(xué)家用它來(lái)驗(yàn)證自己的歷法,。1969年還有人利用公元2年以前的25次日食記錄來(lái)計(jì)算地球自轉(zhuǎn)速率的長(zhǎng)期變化,。

在考古斷代中，根據(jù)歷史中的日全食記載,，可以幫助精確地確定歷史事件的具體時(shí)間,，是十分可信的手段。