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日全食

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2021年12月4日 2026年8月12日

日全食，亦作日全蝕，是四種日食中的其中一種，當太陽光球完全被月亮遮住，原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而，也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位於近地點時發生，此時月球的本影錐長度較月地之間距離長，本影錐才能掃到地球表面[1]。由於太陽的實際體積比月球大很多，所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區域見到，因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點（在全食區之外，所見的食相是偏食）。最近一次日全食發生於2021年12月4日，下一次的日全食將發生於2026年8月12日。日全食的特別之處，就是會出現鑽石環以及倍里珠。

1999年8月11日法國日全食

有時日全食會和日環食一同發生，這情況名為全環食。

根據天文學家的分析，一個地區要看一次日全食平均相隔約400年[2]，另於1900年至2100年全球將會出現共139次的日全食[3]。

日全食的階段

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日全食的全過程包括五大階段[4]：

  1. 初虧：因月球自西向東繞地球公轉，當月球東沿相切於太陽西沿，日食正式開始，太陽開始出現虧損。
  2. 食既：月球繼續向東運行，當東沿相切於太陽東沿時，太陽完全被月球遮擋，光線完全被吞食，稱為食既。日全食開始。
  3. 食甚：當月球東移至中心與太陽中心重合的位置，日全食達到極點，稱為食甚。
  4. 生光：月球繼續東移，當西沿相切於太陽西沿，太陽即將露出，光芒即將重現，稱為生光。日全食結束。
  5. 復圆：生光後月球遮擋太陽越來越少，當月球西沿相切於太陽東沿，太陽圓盤形狀完全恢復，整個日食過程結束。

部份地區有時因日出或日落無法觀看整個日食過程（即日食沒結束），這些地方稱為日出帶食及日落帶食。

人類對日全食的關注

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由於日全食是一個十分難得一見的天文現象，故當日食發生時，日食帶的地區都會吸引很多人前來觀賞日全食，特別是天文愛好者，而日食帶的地區於日食期間酒店房間經常都會爆滿。

研究

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日全食（全環食包含在此）的研究價值遠高於其他幾種日食，因為這兩種日食能完全掩蓋光球的強光，观测日全食時，人们能直視色球層和日冕等太陽大氣，故观测日全食是天文学家研究太阳大氣的大好时机。[5][6]

日食的计算涉及到太阳和月亮运动的準確性，因此古代许多天文学家用它来验证自己的历法。1969年还有人利用公元2年以前的25次日食记录来计算地球自转速率的长期变化。另在日月食中也發現了沙羅周期以及默冬章。

祭典儀式

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中華文化圈

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主条目：日月食救護禮

中華文化乃上下五千年，昔時古中國因無科學之引入，使認日食乃天狗所致。明初洪武年間制該禮，是謂日月食救護禮。其初始於周，明清再定之祭[7]。

最後的日全食

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日全食現象並不是永久的，因為偶然情況下組合的軌道環境，才讓地球上得以看見日食，甚至可以說，今天人類在地球上熟習的日食型式看似是不易變動的天文現象，也只是暫時的現象（雖然是所謂的「暫時」，但對人類而言仍舊長達數億年，這裏指的是宇宙尺度的暫時）。在遙遠的古代，月球太靠近地球，以致只有如現今的日全食存在（沒有日環食）。而由於潮汐加速，月球環繞地球的軌道以每年增加3.8公分的速率遠離地球。估計在6億年之後，地球和月球的距離會增加23,500公里，達到40萬公里的軌道上，比現今約38萬公里的軌道略高，這意味著，即使月球在近地點，地球在遠日點，月球仍不能完全遮蓋掉太陽的盤面[8]。因此，將會因為月球離地球太遠而不再發生日全食。

一個複雜的因素使太陽在這段期間增加其大小，這樣更導致月球不能完全遮蔽太陽的盤面引發日全食。

影響

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當發生日全食的時候，食甚期間天色突然變黑，影響人類的生活。

日全食特別之處

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以下所介紹的日全食特別之處，均只在日全食（全環食包含在此）期間發生，並且只能在全食帶觀看。

倍里珠

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2016年3月印尼巴厘巴板的日全食，圖中左上方的亮點就是倍里珠
主条目：倍里珠

倍里珠出現於食既和生光的時間，是由於月球邊緣高低不平，遮擋部分陽光所引致[9][10][11]，倍里珠是日全食中最珍貴的其中一幕，故這也是天文攝影愛好者在日全食期間最重要要攝影的地方。

鑽石環

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2009年7月日本喜界島的日全食，圖中可見到鑽石環

當圍繞着月球剪影的明亮圓環中只留下唯一的一顆倍里珠時，便會透射出如鑽石般的光芒，一般觀賞者都會稱之為鑽石環。[12]

日全食之最

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下表列出於1900年至2100年最長和最短的日全食。

最長 食甚持續時間 最短 食甚持續時間
1955年6月20日 7分8秒 1968年9月22日 39.6秒
資料來源：[13]

資料來源

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  1. ^ 日全食. 臺南市南瀛天文館. [失效連結]
  2. ^ 香港太空館 - 星星問. [2010-01-26]. （原始内容存档于2010-02-06）. 
  3. ^ 香港太空館 - 星星問. [2010-01-26]. （原始内容存档于2009-06-11）. 
  4. ^ 详解日全食五大阶段. [2010-01-26]. （原始内容存档于2009-07-18）. 
  5. ^ 王斌威. 天文奇景─日全食 (PDF). 科博館訊. [2020-08-04]. （原始内容存档 (PDF)于2021-08-05）. 
  6. ^ 胡中为. 美妙天象：日全食. 上海科学技术出版社. 2008. ISBN 978-7532394456. 
  7. ^ 时刻知道•600年一遇的月偏食到底是怎么产生的. 看点新闻. 2021-11-20 [2023-10-26]. （原始内容存档于2023-10-26） （中文（简体））. 
  8. ^ Moon near Perigee, Earth near Aphelion. Fourmilab.ch. [2010-03-07]. （原始内容存档于2013-12-08）. 
  9. ^ Baily, Francis. On a remarkable phenomenon that occurs in total and annular eclipses of the sun. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 4, p.15. [2020-08-04]. Bibcode:1836MNRAS...4...15B. （原始内容存档于2018-10-27）. 
  10. ^ Littmann, Mark; Willcox, Ken; Espenak, Fred. Totality - Eclipses of the Sun. Oxford University Press. 1999: 65–66. ISBN 0-19-513179-7. 
  11. ^ O. Staiger. The Experience of Totality. [2020-08-04]. （原始内容存档于2017-12-17）. 
  12. ^ 陳文屏. 日全食的驚嘆. 大地地理雜誌. 1996 [2020-08-04]. （原始内容存档于2020-11-26）. 
  13. ^ 香港天文台; 美國太空總署戈達德空間飛行中心. 日食. 2009-10-02 [2010-01-25]. （原始内容存档于2011-12-09）. 

參看

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