今年的8月21日，月球的影子会落到地球表面上，整个北美洲都被月亮的影子笼罩。一条大约110公里宽的全食带从美国的西北方往东南方画过，这些位在全食带上的人，有机会可以看见2分钟左右的日全食！
日全食非常罕见，平均来说，地球上每18个月才会出现一次日全食，而同一个地方，将近 400年才能看见一次！地球上70%是海洋，所以全食带往往出现在海上，扣除掉南北两极和一些交通不容易到达的地方，能够看见日全食的地方就更少了！这次发生在美国的日全食，可以让许多人一睹难得一见的日全食奇观，许多日食爱好者早早就定好行程丶做好准备，就等8月21日这一天！
1999年8月11日发生的日全食。 ／PHOTOGRAPH BY LUC VIATOUR / WWW.LUCNIX.BE
为什么太阳和月亮看似一样大？
太阳丶地球和月球之间有一个巧合，太阳的直径大约是月球的400倍，而太阳和地球的距离大约也是月亮和地球距离的400倍，所以太阳比月球远400倍，使得太阳和月亮在天空中看起来的大小差不多。
地球绕太阳的轨道丶月球绕地球的轨道，都是椭圆形，所以太阳和月球与地球的距离有时会近一些，有时会远一些。这些距离的变化，使得有时太阳看起来稍微比月亮小，有时比月亮大。日食发生时，如果月亮看起来比太阳大，月亮就可以把整个太阳遮住，这样就能看见日全食；如果太阳看起来比月亮大，那麽看到的则是日环食。
日食发生时，只有位在全食带或环食带上的人，能够看见日全食或日环食。位在全食带或环食带以外的人，只能看见日偏食，也就是太阳只有被遮住一部分。并不是每次日食发生时，都会看到日全食或日环食，有时全食带或环食带会出现在南极或北极的上方，这时候我们只能看见日偏食。
日全食发生时，整个天空会变暗，气温下降摄氏5到10度，甚至还能看见天上的亮星，感觉很不真实，这也是日全食迷人的地方。虽然日环食天空也会变暗，却没有日全食那麽明显，所以追逐日全食的人不少。
日食的过程
天文学家用「食分」来表示日食的程度，食分愈大表示太阳被月亮遮蔽的程度愈大。要计算食分，先画一条通过太阳与月亮圆心的直线，食分就是太阳被月亮遮蔽的那一段长度，除以太阳的视直径。
食分就是太阳被月亮遮蔽的那一段长度，除以太阳的视直径。制图：李昫岱
观察每天月亮升起的时间会发现，月亮每天大约晚50分钟升起，那是因为月亮每天由西往东移动的关系。太阳在天空中也会由西向东移动，不过相对月亮来说小很多。日食发生的时候，可以把太阳当作固定不动，月亮由西往东慢慢靠近太阳，所以日食是从太阳的西侧开始被月亮遮蔽的。
日全食有五个阶段：初亏丶食既丶食甚丶生光和复圆，初亏和复圆是月亮和太阳的外缘相切，是日食正要开始和刚刚结束的时间，这两个时间点的食分是0；而食既和生光则是月亮的外缘和太阳的内缘相切，也是日全食开始和结束的时候，这时的食分正好是1；食甚是月亮和太阳的中心最靠近，日食程度最大的时间，食分达到最大（比1大一些）。另外，日偏食时，不会出现食既和生光这两个阶段。
初亏丶食既丶食甚丶生光和复圆。制图：李昫岱
黄道与白道
黄道是太阳在天空中行走的路径，而月亮在天空中移动的路线则称为白道，当太阳和月亮同时出现在黄道和白道的交点上，就会发生日食。
日食发生在朔（农历初一）的前後几天，这时月球通过太阳和地球之间，把太阳遮蔽就会发生日食。如果月球绕地球的轨道面，和地球绕太阳的轨道面重合的话，每次的朔都会发生日食，但是月球绕地球的轨道面和地球绕太阳的轨道面之间有5度的倾角，所以并不是每次的朔都会发生日食，一年之中只有两次机会，太阳与月亮会出现在黄道与白道的交点上，两次相隔将近半年的时间。
日食地图
日食地图对日食的观测非常有用，能够告诉你哪些地方看得见日食？全食带通过哪里？现在的日食地图还结合互动的Google地图，可以提供各地日食食分，日食5个阶段发生的时间，非常的方便！
日食地图最西边的三条南北方向红线，由西往东这三条线各代表「日出时复圆」丶「日出时食甚」和「日出时初亏」。「日出时复圆」表示太阳升起时，日食正好结束，所以这条线和这条线以西的人无法看见日食；「日出时食甚」则表示太阳升起时，正好发生食甚，如果在全食带上的人可以看见一颗日全食的太阳从地平线升起；「日出时初亏」这一条线和这条线以东的人，则可以看见整个日食的过程。同样的，日食地图最东边的三条南北方向红线和最西边的三条类似，由西往东三条线各代表「日落时初亏」丶「日落时食甚」和「日落时复圆」。
2017月8月21日的日全食地图。制图：李昫岱（原图取自NASA）
日食地图中最重要的是日全食带，图中以蓝线标示，只有在全食带上的人才能看见日全食，其他的地方只能看见日偏食。愈靠近全食带的地方，食甚时的食分愈大，与全食带平行的浅蓝线，标示了那些地方食甚时的食分，最南和最北的两条浅蓝线则是能看见日食的南北界线，这里的食分是0，看不见日食。
科学上的发现
我们平常看到的太阳是它的光球层，绝大部份的太阳光都是从这里发出来，因为它太亮了，所以太阳的其他部位就不容易看见。日全食发生时，月亮正好把太阳最亮的部分遮住，这时就可以看见其他比较暗的部分。日冕是太阳外层的大气，最早的观测纪录是公元968年的日全食，近代的科学家也会利用日全食短短几分钟的时间对日冕进行观察研究。
1968年8月18日发生在印度贡土尔（Guntur）的日全食，法国的天文学家杰生（Pierre Jules César Janssen）在日全食时用光谱仪观测太阳，他发现光谱上有一条不曾看过的谱线，後来的人认为这是一种新元素，就把它称为氦（Helium），这个字源自希腊老太阳神Helios的名字，氦是宇宙中数量第二多的元素，仅次於氢，但是氦比空气轻，它只要出现在空气中，很快就会飘散到外太空，所以地球上反而非常稀少。
最著名的一次日全食观测，应该是1919年5月29日，这次的全食带从南美洲的巴西，跨过大西洋到非洲。为了要验证验证爱因斯坦1915年发表的广义相对论（General theory of relativity），亚瑟．爱丁顿爵士（Sir Arthur Stanley Eddington）带领一群人到非洲西岸外海的普林西比岛（Príncipe）观测日全食，为了预防没有拍摄到日全食，还派了另外一群人到巴西做一样的观测。这次观测的重点不是日全食，而是日全食发生时，太阳附近恒星的位移。根据广义相对论的预测，太阳的重力会让附近的时空弯曲，使远方恒星的位置偏移，而爱丁顿等人就是要测量恒星位置的改变量和相对论预测的是否吻合。日全食观测後的分析结果证明，爱因斯坦的相对论是正确的！人类对物理的了解，透过日全食的观测又往前迈开了一大步！
爱丁顿等人在1919年5月29日拍摄的日全食。／PHOTOGRAPH BY F. W. Dyson, A. S. Eddington, and C. Davidson
马来西亚什么时候可以看见日食？
绝大多数的人都不是科学家，但是欣赏日食是每个人都可以做的事，把握住日食发生的时间，做好准备，没有出国，在马来西亚也可以观看日食。
2019年12月26日：日环食
这一天在马来西亚可以见到日环食。请参考 https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2019-december-26
文章摘自：
1. 國家地理（National Geographic）
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