求日食与月食的原理、特点、周期等。日食和月食是什么物理规律？

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日食

原理：月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。

特点：日食是光在同种均匀介质中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食，日食发生日食需要满足两个条件。

周期：日食总是发生在朔日(农历初一)。也不是所有朔日必定发生日食，因为月球运行的轨道(白道)和地球运行的轨道(黄道)并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。其二，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度(日食限)。

月食

原理：在农历十五、十六，月亮运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食。

特点：是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。

周期：此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。月食只可能发生在农历十五前后。

太阳被月亮遮、月亮被太阳遮，大概都是1年2次
这是小学知识...

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日食和月食的原理-教育视频-搜狐视频

日食介绍

[日食成因(图)]
日食成因(图)
日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。在地球上月影里的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始生光、复圆。由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延长观测日全食的时间，他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子，使观测时间延长到了74分钟。我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。
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科学解释
日食、月食是光在天体中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食，发生日食需要满足两个条件。其一，日食总是发生在朔日（农历初一）。也不是所有朔日必定发生日食，因为月球运行的轨道（白道）和太阳运行的轨道（黄道）并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。如果在朔日，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度（日食限），就能发生日食，这是要满足的第二个条件。
由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，所以太阳光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、伪本影（月球距地球较远时形成的）和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食；在伪本影范围内可看到日环食；而在半影范围内只能看到日偏食。
月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”；周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，叫“钻石环 ”。有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作“贝利珠”（贝利是法国天文学家）。
无论是日偏食、日全食或日环食，时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限，这是因为月球比较小，它的本影也比较小而短，因而本影在地球上扫过的范围不广，时间不长，由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离 (384400公里)，就整个地球而言，日环食发生的次数多于日全食。
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日食食相
日全食发生时，根据月球圆面同太阳圆面的位置关系，可分成五种食象：
1．初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏，是第一次“外切”，是日食的开始；
2．食既。初亏后大约一小时，月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既，是日全食的开始，这时月球把整个太阳都遮住了；日食过程中，月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系，也指发生这种位置关系的时刻。

食既发生在初亏之后。从初亏开始，月亮继续往东运行，太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大，阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时，称为食既。此时整个太阳圆面被遮住。应该是月面的西边缘与日面的西边缘相内切时！天空方向与地图东西方向相反，且初亏是发生在太阳的西边缘与月球东边缘相切！
3．食甚。是太阳被食最深的时刻，月球中心移到同太阳中心最近；日食过程中，太阳被月亮遮盖最多时，两者之间的位置关系；日全食过程中，太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时，两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。

食甚发生在食既之后。
4．生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光，是日全食的结束；从食既到生光一般只有二三分钟，最长不超过七分半钟；
对于日食，食甚后，月亮相对日面继续往东移动，当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间，称为生光，它是全食阶段结束的时刻。
5．复圆。生光后大约一小时，月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆，从这时起月球完全“脱离”太阳，日食结束。
日食过程中，生光之后，月面继续移离日面，太阳被遮蔽的部分逐渐减少，当月面的西边缘与日面的东边缘相切的刹那，即第二次外切时的位置关系称为复圆。太阳又呈现出圆盘形状，整个日全食宣告结束。
辞海另解：
日食的过程中，月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系，也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。
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图片说明
太阳的一部份为什么会消失了呢？这是那部分的太阳刚好那时躲藏在月亮后面。这是2005年的第一个日偏食也是到2006年三月前可观测到的最后一次日全食图。日食其间，太阳、月亮与地球是在一直线上。这次的日全食首先在南太平洋登场，可观测偏食的地区则跨越南美洲与靠南方的北美地区。上面这张影像的景物是由手持数字相机在上周五所拍摄的。美国北卡罗莱那州 Holly山区在整日霏雨后，部分被食掉的太阳暂时地从满天乌云中穿出。拍摄了一连串的影像后，这张最佳的日食照片是与另一张没那么好但有飞机的照片数字合成而来。
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日食的意义价值
日全食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大。科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。最著名的例子是1919年的一次日全食，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极其难以置信的广义相对论，这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力场就是太阳，可是太阳本身发出很强的光，远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了，根本看不出来。但如果发生日全食，挡住太阳光，就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。机会在1919年出现了，但全食带在南大西洋上，很遥远，也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测队出发了。观测结果与爱因斯坦事先计算的结果十分吻合，从此相对论得到世人的承认。
在中国，前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年，只有中缅边境云南瑞丽地区可见，那时候笔者刚上初中，正是个狂热的少年天文爱好者，可惜没有经济能力，只能通过《天文爱好者》杂志过过干瘾。另一次是在1997年春节之后，在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次笔者是奉了报社之命前去采访的，同时也了却自己少年时的梦想。那次的观测规模之大，出乎想象，世界各国的天文学家和天文爱好者，把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹，由于人数大大超出小镇的接待能力，人们只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天，白天气温零下 25摄氏度左右，夜里能到零下40摄氏度，滴水成冰，人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此，观测者们没有一个后悔的，没有一个不兴奋异常的，都把亲眼看到日全食，当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象，要说与人们的日常生活、吃喝拉撒，确实是没有什么直接关系。但是，它代表了一种终极的人文关怀，代表了一种对大自然的极度热爱，代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏，一个国家、一个民族，不能缺少这些关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。
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日食的历史
1：中国观测日食历史悠久，早在公元前1948年就有人观测到了日食。中国在公元前2300多年前就有了当时最先进的天文观象台。中国历来重视日食的预报，据说夏代一位天文官因沉湎酒色，漏报日食，被砍首以警示玩忽职守者。中国有世界上最早、最完整、最丰富的日食记录。光是古书(至清代)的史料(不包括甲骨文)，就有1000多次日食记录。最早是《尚书》记载的发生在公元前1948年的一次日食。《诗经》中更是详细记载了发生在公元前776 年9月6日的日食：“十月之交，朔日辛卯，日有食之。” 世界天文学家普遍承认中国古代日食记录的可信程度最高，为世人留下了珍贵的科学文化遗产。中国古代夏、商、周时期因历史久远，缺乏精确的文字记录，因此难以精确地断代，而日食天象就像是一座相当精确的历史时钟，可以帮助确定一些历史事件的时间。
2：古代西方一次日食中止一场战争，西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗，打到一半时忽然间太阳消失不见了，两族族人害怕灾祸的到来，终于达成美好的结果－－两族讲和通婚。对于日食现象的看法，除了大溪地人把日食当成正面意义外，其他的国家都将他作负面的解释。譬如西元前六百多年，雅典攻打某族时，因为发生食相而害怕不敢继续前进，就因为延迟了进攻，反倒让敌方趁这段时间有了准备，结果当雅典军队进攻敌方时，反而被打败了。
3：根据河北邯郸市杰出历史文化学者、青年词曲作家申宝峰长期考究汉朝古墓中的日食记得出：各民族对日全食有着如天狗吃日、狼逐日等等不同的解释，并有其各自解决的方法。中国古时候，民间是以敲锣打鼓的方式来对付；由于日全食的时间通常很短(至多七分半钟) ，所以在人们敲敲打打后，太阳可能就会马上重现，因而免除了人们的惊慌。中国对日食的记载很早，在汉朝的墓中就挖出许多石头，这些石头上刻画了很多日月星辰的图形，其中一个画有「日月合璧」，亦即太阳与月亮叠在一起，这就是当时的日食记录。中国人对日食的科学解释为阴侵阳，中国很早就知道视为「阴」的月亮，遮蔽了视为「阳」的太阳，而造成日食现象。古时候有「月盈则食」的说法，意指月食现象发生都是在满月之时。日食发生时，中国古代朝廷也会有所行动；中国人认为天代表大自然，太阳在大自然里有着最崇高的地位，皇帝称为天子，则意指其为上天派来管理人民的。既然天代表皇帝的父亲，它会透过太阳表面上的现象来警告其地上的代理人－－皇帝，明示他做错什么事情、有什么事情要小心等等；于是，透过各种征兆呈现出来，日食就是一个常被利用的状况。根据古书避镇殿记载，汉朝每当发生日食时，皇帝就不到大殿做早朝，而到偏殿旁的小殿进行早朝，并且一切从简。传说中，把日食称作“天狗吞日”。而“天狗吞日”的科学解释就是日食。日食是光在天体中沿直线传播的典型例证。由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，所以太阳光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食；在伪本影范围内可看到日环食；而在半影范围内只能看到日偏食。月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间，月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”；周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒。有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作倍利珠(倍利是法国天文学家)。
发生的次数
以下是20世纪（1901-1999）发生全世界范围内日食的次数：
日偏食 78
日环食 73
日全食 71
混合食 6
总计 228
如何估算日食时间
太阳和月亮的视角度都是大约半度，而月球公转一周是360度，就是每个小时移动半度，即一个月球的位置，所以日食从开始到结束最多2个小时的时间，即移动2个月球的位置，如果不是全食则时间更短。另外，因为地球在自转，太阳在空中的位置每个小时移动15度，这样，就是说在30度的范围内，太阳带着月球同时移动，并同时发生日食现象。

日食和月食的规律与周期是什么？

由于月亮围绕地球运动的轨道面（白道面）和地球围绕太阳运动的轨道面（黄道面）有平均5°09′的夹角，所以朔的时候，月亮有时在太阳上方通过，有时在太阳下方通过，并不发生日食。望的时候，月亮有时在地影的上方通过，有时在地影的下方通过，并不发生月食。只有当朔或望的时候，太阳、月亮在黄白交点附近才会发生日食、月食。由于太阳、月亮的视直径都在半度左右，所以当太阳距交点一定角距离内（限角），朔时，太阳就可能被月球遮掩而发生日食。同理，望时，月亮就能进入地影而发生月食。这时，太阳距交点的角距离叫做食限。由于月亮和太阳的视直径随着它们和地球距离的变化而有时大些，有时小些，而且黄白交点也有变化，所以食限也有所变动。根据计算，日食限角最大为17°9′，最小为　15°9′之间可能发生日食，也可能不发生日食。同理，望的时候，月食最大限角为11°9′，最小限角为10°0′，就是说，望的时候太阳离开交点的角距离大于10°0′时，地球上一定在某个地方能够看到月食。月食限在10°0′和11°9′之间时，是否发生月食，需精密计算才可知道。
由于黄白交点有两个，太阳在一个历年内通过升交点、降交点各一次，所以一年中有两个时期会发生日食和月食。发生日食、月食的时期叫做食季。日食食限约18°，运行到交点以东18°，太阳作周年视运动从交点以西18°，约需36天，所以日食的每一食季为36天。对于月食而言，月食食限为12°，所以月食的每一食季只有24天。日食季是36天，这比朔望月的长度29.5306天要长，因此在一个日食季内必定会发生1次日食；一年内至少发生2次日食，如果每一食季中包含2个朔日（食季始即是朔日，食季尾必有朔日），则会发生2次日食，一年就会有4次日食发生。由于月食食季只有24天，比朔望月的平均长度29.5306天短，月食季内可能含有1个望日，也可能不包含望日。就是说一年内可能有2次月食，可能一次月食都不发生。
如果黄白交点是不变的，那么食季也就在每年相同的一段时间内。但是，事实上黄白交点是变动的，交点的位置每年自东向西移动19°4′，每18.6年在黄道上运行一周。太阳是自西向东在黄道上作周年视运动的，就是说交点迎着太阳运行。这样一来，当太阳从一交点起经过另一交点再回到原来交点运行一周所用的时间，比太阳在黄道上运行一周的时间要短 19天，为346.62天（叫交点年，也叫食年），所以食季平均每年提早19天。由于食年比回归年要短19天，所以在一历年内太阳可能3次经过交点。例如，1月1日通过升交点，半年之后通过降交点，到了年末再一次通过升交点，即是说一年内有两个半食季，这时一年中可能发生7次日食、月食（5次日食、2次月食，或4次日食、3次月食）。一年中日食次数比看到月食的次数多。对于地球某一地点，实际上看到的月食次数比看到日食的次数多。这是由于发生月食时，背着太阳的半个地球都可看到。而发生日食时，月亮影锥只扫过地球上一个狭窄的地带，只有日食带内的人才能看到日食。尤其是全食带只有200多千米宽，有时大部分在大洋地区，因此很少有人能看到日全食。一个地方平均要二三百年才能看到一次日全食。
由于地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动和黄白交点的移动都是有规律的，所以相隔一定的时间就会发生一次大致类似的日食、月食。早在古代，巴比伦人就根据对日食和月食的长期统计，发现了日食、月食的循环周期为233个朔望月，这个周期叫做沙罗周期，沙罗就是重复的意思。233个朔望月的时间长度（等于6585.32天），等于19个食年（等于6585.78天），又和242个交点月（月亮从交点又回到同一交点的时间间隔，242个交点月等于6585.35天）的时间长度相等。就是说，在一个沙罗周期中，太阳、月亮和黄白交点就又回到原来的相对位置，因此就又发生和上一次相类似的日食、月食了。一个沙罗周期约合18年11日，如果这期间有531年闰年就有18年10日。由于这个周期不是整日数，所以下一次日食、月食的见食地点和食相与上一次日食、月食的见食地点和食相也会有所变化。我国汉代天文学家对日食、月食作过深入研究，发现日食、月食具有135个朔望月的循环周期。135个朔望月等于3986.6天，相当于11年少11天。就是说在11年少11天的时间间隔内，类似的日食、月食就重复发生一次。这个循环周期记载在汉代“三统历”中，因此又叫“三统历周期”。
我们在日食和月食的预报中，常常会看到“食分”这样一个词，它用来表示食甚时日面或月面被遮掩的程度。对于日偏食，食分是指日面被遮去部分和日面直径之比。以太阳的直径作为1，如果食分为0.5，就表示太阳的直径被遮去了一半。对于全食或环食，食分是月面直径与日面直径之比，很显然，日全食的食分总是大于或等于1，日环食的食分小于1。对于月偏食，食分是指在食甚时月亮直径被遮的多少和月亮直径之比。如果食分为0.7，那么就表示月亮的直径被遮去7/10。对于月全食，食分指月亮直径进入地球本影部分与月亮直径之比，所以月全食时，食分大于1或等于1。

日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。
具体的形成原因如下：
日食是在同一直线上的太阳、月亮和地球之间，月亮把太阳光挡住，致使地球上的局部地方，即使是白天，也看不到太阳或只看到残缺的太阳，太阳完全被遮住称为日全食，遮住部分称为日偏食。
而月食，是在同一直线上的地球把太阳光遮住，致使在晴朗的夜空，月亮也变得黑黑的，同样月食也分月全食和月偏食。
在我国古代的时候，由于人们不了解月食的形成原因，迷信地认为发生月食是将要有大的灾难，因此古时人们把月食叫做“天狗吃月亮“，现在我们知道，日食和月食都是光的直线传播规律的一个自然而然的现象。

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