問題1：日食是如何形成的？

當月亮正好擋在太陽和地球中間的時候，日食就發生了。月亮擋住了一部分太陽光，形成一個影子投在地球上，如果你恰好在這個影子裡，你就能看到日食。

圖解：2017年8月17日日全食，圖片來源：Wikipedia

當你站在多個光源下，你就會有很多個影子。太陽比月亮大的多，可以把來自太陽的光想象成多個光源，正對着月球的光源被完全擋住了，形成的全食區域叫做“本影”。然而那些與月亮成一定角度的光源隻是部分被遮擋，這些影子叫做“半影”。如果你在半影區域，你隻能看到日偏食，因為在你的角度看來，月亮并沒有完全擋住太陽。

圖解：日食，本影與半影。日食時月亮位于地球和太陽中間，三者位于一條直線上。從太陽一端發出的光線被月球遮擋形成陰影，從太陽另一端發出的光線被月球遮擋形成另一片陰影，兩個陰影重疊的區域稱為本影（白色箭頭所指），未重疊的陰影區域稱為伴影（紫色箭頭範圍内）。地球上本影區域内可見日全食，伴影區域内可見偏食。圖片來源：exploratorium

問題2：月食如何形成？

圖解：2007年8月28日月全食，圖片來源：NASA

月食與日食類似，但在月食時，是地球擋在了月亮和太陽之間，地球的影子投在了月亮上，形成了月食。月食的時候月亮看起來是紅色的，是因為當太陽光穿過地球大氣層時，波長較短的光被散射掉了，隻有像紅色這樣的長波得以穿過并到達了月亮。這也是日落時太陽看起來發紅的原因。

圖解：當地球位于太陽和月亮中間時，形成月食。與日食類似，陰影交疊的區域為本影，月球進入此區域時可見月全食，當月球隻有部分進入本影區域時，為月偏食。圖片來源：independent

問題3：月食和新月的區别是什麼？

當月亮反射太陽光的那一面背對地球的時候，就形成了新月。你可能會問：“這難道不是發生在當月亮處在地球和太陽之間的時候嗎？如果是這樣，每次新月的時候都有日食。”事實是，每次日食都是在新月（初一）的時候，但不是每次新月都有日食。

圖解：想象太陽和月亮在天球上的運行軌道，紅色圓圈表示太陽軌道，紫色圓圈表示月亮軌道，二者之間有5度的傾斜角，這導緻即使月球運行到地球和太陽中間，月球也會略低于或者高于地日連線，所以不會發生日食，隻有當月球高度和太陽相同時（圖中上方軌道交點）才會發生日食。類似地，當月球運行到遠離太陽的一端，隻有處在軌道交點上（處在地日連線上）,才會發生月食。圖片來源：Yahoo News

想象地球圍繞着太陽轉，現在，用一條直線連接地球和太陽。再想象月亮圍繞地球轉，然後把月球軌道傾斜一下。雖然想象起來有一點難，但結果是，月亮軌道有時從地日連線上方穿過，有時從它下方穿過。每次月亮離太陽最近的時候，就是新月。但每次月亮在地日連線上方時，它的影子就會投在地球上方，類似的，如果月亮在地日連線以下，它的影子就投在地球下方。隻有當月亮離太陽最近又正好在地日連線上的時候，日食才會形成。類似的，隻有滿月的時候才會形成月食（當月亮離太陽最遠的時候），此時月亮也正好在地日連線上。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. quickanddirtytips- xeno

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