说好的日环食呢，为什么上周很多人只等到了日偏食？日食月食的时间和种类是怎么预测的？你真的弄懂了各种日食和月食的成因吗？你了解它们有什么区别和联系，又遵循什么样的时间规律吗？日食和月食发生的频率一样吗？什么是全环混合日食？半影月食和月偏食是一回事吗？ “阴晴圆缺“的月相是怎么形成的？月相与日食月食有没有什么关系？月食时的血月是怎么形成的？随便看一眼月亮你就能根据月亮的位置大概判断当时是几点钟吗？日全食会永远消失吗？相信读完本文，当你理解了之后，这一切就变成了有趣的常识，你会有各种各样意想不到的收获。

撰文 | 满威宁

如果有新闻说找到一批三国时期的竹简，那些文字表明：诸葛亮的生辰是七月初八，那天天降异象“日蚀之”。 你的第一反应会是什么?

如果有人为终于找到原始文献记载诸葛亮的生辰而高兴，或有人沉思疑惑“日蚀之，主贼生”，不是吉兆。你能不能马上笃定地告诉对方，别琢磨了，这消息一定是假的？你知道为什么吗?我经常问我的学生和我自己这个问题：“如果只带着现在自己脑子里的东西，穿越到古代，你能做什么养活自己，或者还可能做成点什么改变世界?”我们站在几千年人类文明的肩上，比起古人我们到底多会些什么，又到底多懂了哪些常识？比如，《春秋》这部编年史记载了公元前722到前479年共244年中的37次日食。古人无法理解日食和月食，用天象战战兢兢地占卜着吉凶。如果我们穿越到古代，能够准确预测日食月食和编历法的话，不仅可以养活自己，大概还会被奉若神明吧。

下图按时间顺序编号展示了未来十年的各种日食和可观测区域。文末附有图表详细列举了未来11年世界各地所有的日食和月食的时间和可观测范围。

图片来源：timeanddate.com

图中红色飘带代表日全食或者日环食的观测区域,而黄色阴影区域标识了纯日偏食的观测范围。2020年6月21的日环食吸引了广泛的注意，很多人遗憾地问：“为什么我们只等到了日偏食？下次日食要等到什么时候？”

在中国西部地区，2022年10月25日能再看到日偏食（黄色区域标号6）。而北美洲未来的两次日食将出现在2023年10月14日（日环食，红色飘带标号8）和2024年4月8日（日全食，红色飘带标号9）。错过今年6月21日，中国中部和东部地区要等到2030年6月1日才能再见到日食。

想对日食月食发生的时间和可观测范围给予精确的计算和预测, 前提是弄清楚日食月食形成的基本原理。

众所周知，在均匀的介质中光沿直线传播。从一个点光源发出的光如果被物体遮挡，就会根据物体的轮廓形成一个清晰的黑影子。可现实中多数的光源（从太阳到台灯）都不是一个点，而是有一定的尺寸，相当于无穷多个点光源的组合。这些所有点光源的影子重叠在一起，就会形成所谓的本影和半影。

半影本影的形成示意图 | 图片来源: 作者

从光源最外侧的点出发，画出沿直线前进的光线以及物体后方的阴影区域，所有阴影都重叠的位置就是本影，这里没有光线到达。被一部分光源照亮的阴影区就是半影；换句话说，在半影能看见部分的光源，半影区没有那么黑。

本影大小与距离的关系 | 图片来源：作者

借用晚上室内的灯光，用手在桌上或墙上做做影子游戏，你就可以明显地看到手与墙面之间的距离，对本影和半影所占的面积比例的影响：物体越远离投影的屏幕，屏幕上本影占的面积比例越小。那么，有没有可能让本影彻底消失呢？

是的，继续玩影子游戏，你会发现当物体与投影屏幕的距离大到一定的程度（或者光源的尺寸与物体相比大过一定的程度），对应的无穷多个影子就不再能全部重叠于任何区域，此时屏幕上的所有位置都接受到某部分光源的光线，本影消失了。