为什么有日全食和日环食

月球的公转轨道还真就不是正圆的，它是一个椭圆。当然，造成日食景象不同的原因不止是月球公转轨道的形状，它是很多种因素共同制造的结果。咱细聊一下。

日食现象中，本影、半（伴）影与伪本影。

地球绕太阳公转，月球绕地球公转。简单来说，当月球运行到地球与太阳中间，日、月、地三者形成一条直线的时候，月球便会挡住射向地球的阳光，让自己圆形的影子落在地球上，日食现象便出现了。

当月球这样的不透明物体遮住光源时，如果光源是太阳那样巨大的发光体，所产生的影子就会有两个部分:中间完全暗的部分叫本影，四周半亮半暗的部分叫半影。本影小些，在中心位置；半影很大，在本影的四周；如果月球处于离地球最远的“远地点”，那地球表面的投影正中就会出现伪本影。

▲本影、半影、伪本影对应的日食种类。

月球直径仅为3476公里，比地球小很多，加上距离太远，所以它的阴影（本影）无法覆盖整个地球向阳面。如果你所在的位置是本影之外半影之内，你便可以看到日偏食（也可能是比较歪的日环食）；如果你所在的位置正好是月球本影里面，你便可以看到壮观的日全食；如果你所在的位置正好在伪本影中，那即便是在月球投影的中心，你看到的仍然是日环食。

▲日环食过程。

当然，由于地球的自转，月球阴影是从东向西移动的，所以前面所说的“位置”都是东西向的带状区域。

影响日食的轨道因素。

文首说过，月球的公转轨道不是正圆。我们一般说月球距离地球38万4千公里，那只是个平均值。实际上，月球的轨道是椭圆形的，它运行到近地点时，与地球的距离只有36.33万公里；运行到远地点时，离地球有40.54万公里呢。粗略一算，每个月中地球与月球的距离变化有40000多公里，按透视原理，近大远小，所以在地球上看月亮，它每天的大小都是在变化的，只是天空中缺少参照物，使这变化难以察觉而已。

▲月球公转轨道示意图。

即然一个月中不同时间的月球看上去不一样大，那么一年中的太阳看起来是一样大的吗？也不是！因为地球绕太阳公转的轨道它也是椭圆滴。我们常说的日地距离149597870700米（也就是1个“天文单位”）同样只是一个平均值。

当地球运行到远日点，日地距离是1.52亿公里；当地球运行到近日点，日地距离便只有1.47亿公里了，两者相差500万公里呢，光都得走17秒才能走完。所以，地球上看太阳，在一年中，它的大小也是不断变化着的。谁也不想被晃瞎眼，没人每天盯着太阳看，所以没人会察觉太阳的大小在发生变化。

▲地月系公转轨道示意图。

于是，当日食发生而你又恰好处在月球投影中心时，如果地球正在远日区间而月球正在近地区间（日小而月大），你便会看到日全食；如果地球正在近日区间而月球正在远地区间（日大而月小），伪本影就会出现，你看到的便是日环食了。

总结一下。

如果你正好在月球投影的中心，你看到的是日全食还是日环食就主要取决于月球与地球的距离了。近则全食，远则环食。

另外再多说一些，月球每28天绕地球转一圈，也就是说它每个月都会至少一次运行到太阳和地球中间。那么按说每个月的农历初一都得发生一次日食才对呀，为什么日食如此罕见呢？

这是因为，黄道面（假想的地球绕日轨道平面）和白道面（假想的月球绕地轨道平面）并不在同一个平面上，它俩是交叉的，角度是5度9分。所以想让日、地、月三者连成一条完美的直线，是得碰机会的。

▲黄道与白道。

当我们在地球上欣赏壮观的日全食时，如果月球正面有几位宇航员，他们会看到一个什么样子的地球呢？应该是四周明亮，中心是漆黑的月球阴影，我们可以称之为:“地环食”😂😂😂

有关日食、月食，是初中物理必须提到的例子，原理是光的直线传播。其中，当月亮运行到太阳和地球之间时，月亮就遮挡了太阳光，在地球上形成影子，在地球上处在月亮的影子里看到的太阳的情形就是日食，再本影区看到日全食，在半影区看到日偏食，在伪本影区看到日环食。

可做一个实验，在远处适当位置放一个篮球，手里拿着一个乒乓球，移动乒乓球刚好遮住篮球。然后，前后移动乒乓球或眼睛靠近远离乒乓球，观察到的篮球的形状就是日全食或日环食。太阳、地球和月亮，虽然不会象乒乓球和眼睛这样移动，却可以产生同样的效果。

地球绕太阳公转，月亮绕地球公转，并且公转轨道都是椭圆，地球的近日点距太阳1.471亿km，远日点距太阳1.521亿km，月亮的近地点距地球36.33万km，远地点距地球40.55万km。三者之间的位置和距离都在不停地变化，发生日食时三者的距离关系也不是固定不变的，致使有时月亮的本影区能到达地球，有时伪本影区到达地球，于是有日全食和日环食之分。