日全食如何发生
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。
日全食产生原理：
发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的一个交点，而同时月球在距此点的最远的点上。即为光的直线传播。之所以会发生日全食，是因为存在一种神奇的对称性。
太阳的直径是月亮的400倍，而它距地球的距离正好也是月亮的400倍。结果，当月亮完全处于地球和太阳之间时，对那些完全处于月亮阴影中的人来说，太阳的表面便被完全遮挡了。太阳变成了黑色，只留下一个金色的光环，天空变成了靛青色。鸟儿此时会失去方向，或者会飞回巢中，蝙蝠和其它夜行动物则可能睡眼惺忪地出来活动。
日全食是日食的一种，即在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象。日全食分为初亏、食既、食甚、生光、复原五个阶段。由于月球比地球小，只有在月球本影中的人们才能看到日全食。
大家可能会问，为什么不是每个月的初一都会有日食，还有，为什么不是每个月的十五都会有月食呢？这是因为除了上面的条件外，影响日食和月食出现的还有其他一些因素。我们把地球围绕太阳公转的轨道称为黄道，把月球围绕地球公转的轨道称为白道。黄道平面与白道平面不是相同的，它们之间平均有5°09′的夹角，并且随时发生变化。只有当月球运行到黄道和白道的升交点和降交点附近时，才会发生日食。
日食发生规律
每年日食最多出现5次，如果出现5次，那么一定都是偏食。地球上每年至少有2次日食。在南北极地区只能看到日偏食。日全食大约1年半发生一次。每次日食都是在日出时从某一点开始，然后沿着日食带在日没时结束。从开始点到结束点大约绕地球半圈。
沙罗周期
同样的日食（全食、环食和偏食）每18年零11天或者6,585.32天（沙罗周期）会发生一次，但能观测得到的地区并不一样，只是日食时间一样而已，并且日食类型也不一定一样。因为沙罗周期的长度是6,585.32天，并不是整数，所以，如果在地球同一个地点再出现一次日食（并不一定是同一类型日食），要等待3个沙罗期。在每次日食发生后的三分之一个沙罗周期会发生下一次日食，在3个沙罗期大约54年零33天之后，日食会在同一个地区重新出现。现在有12个不同的大沙罗周期出现，一个出现在1937，1955，1973，1991和2009（中国长江流域、武汉、杭州）的连续的大约7.5分钟的日食。
日食带及月球影子
日食带（月球影子）在赤道地区每小时移动约1,100英里，两极则达到每小时5,000英里。最宽的日全食带为167英里。在日全食经过的地区，可以看到偏食的范围最高达3,000英里。日全食带一般经过的地区是在海洋或荒无人烟的地方。
日食原理
发生日全食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的的一个交点，而同时月球在距此点的最近的点上。发生日环食是因为太阳靠近月球轨道与地球轨道的的一个交点，而同时月球在距此点的最远的点上。
日食发生时的影响及现象
发生日全食时，光线穿过树叶的缝隙投影出新月的影子。发生日全食时，动物常常准备睡觉，或行为异常。发生日全食时，当地的温度通常会下降至少20度以上。当99 %的太阳表面被覆盖时，能看到的晨昏蒙影现象。在日全食期间，地平线的周围会有一个窄的光带，这是因为观察者并不是直接站在月亮的影子下面，地球和月亮有一定的距离。在现代的原子钟出现之前，天文学家通过对日食的古代记录进行研究，发现地球旋转的周期每个世纪变慢了0.001秒。
日食过程
一次日全食的过程可以包括以下五个时期：初亏、食既、食甚、生光、复圆。
日食共有三种，即：日偏食、日环食和日全食。月球遮住太阳的一部分叫日偏食。月球只遮住太阳的中心部分，在太阳周围还露出一圈日面，好象一个光环似的叫日环食。太阳被完全遮住的叫日全食。这三种不同的日食的发生跟太阳、月球和地球三者的相互变化着的位置有关，并且也决定于月球与地球之间的距离变化。
月球比太阳小得多，它的直径大约是太阳直径的四百分之一，而月球与地球间距离也差不多是太阳与地球间距离的四百分之一，所以从地球上看，月亮与太阳的圆面大小差不多相等，因而能把遮住而发生日食。
地球公转和月球公转轨道都是椭圆，不论是太阳与地球间距离，还是月球与地球间距离，并不是固定不变的，而有时比较远，有时又比较近，因此月球本影的长短也不一样，月球本影最长时有379660公里，最短时为367000 公里，而地球与月球之间的距离最近时为356700公里，最远时达406700公里。如果某个时刻月球本影比地球与月球之间的距离大，地球上被月球本影扫过的地带就可以看到日全食。如果月球本影比地球与月球之间的距离小，月球本影的尖端到不了地球的表面，那么在影尖延长出来的小影锥（叫伪本影）扫过的地带可以看到日环食。被月球半影扫过的地带均可以看到日偏食，在偏食区内离全食区越近，偏食的程度就越大。月球本影和半影没有扫过的地方，根本看不见日食。
以下是本世纪（1901-1999）发生全世界范围内日食的次数：
种类 次数
日偏食 78
日环食 73
日全食 71
混合食 6
总计 228
日食的过程
日食的过程可分为五个阶段，而只有日全食才拥有全部过程，日偏食和日环食则没有食既和生光。初亏：太阳与月球第一次外切，太阳光球西面刚切入月球东面的时刻。食既：太阳与月球第一次内切，太阳光球刚完全被月球掩蔽的时刻。食甚：月球中心与太阳中心距离最小的时刻。生光：太阳与月球第二次内切，太阳光球刚从月球西面露出来的时刻。复圆：太阳与月球第二次外切，太阳光球刚完全离开月球背后的时刻。初亏、食既、生光和复圆又分别称为第一、第二、第三、第四接触。
日食的规律与周期
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、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、月食的循环周期为233个朔望月，也就是18年11又1/3日，即沙罗周期。
如何观测日食？
观测日食，不要用眼睛直接正对着太阳观看。几十年前，就因为直接用眼睛看日食，德国有几十人双目失明！直接用眼睛看早日食为什么会伤害眼睛甚至使人双目失明？原来太阳光以及其中看不见的红外线中包含大量的热能，被物体吸收后会产生大量的热。大家都有这样的体会，用眼睛直接看太阳，即使只看短短的一刹那，眼睛就会受到很大的刺激，好久好久眼前一片昏暗，很难恢复过来，这是因为眼睛里有一个水晶体，它能起聚光镜的作用。对准太阳看，太阳的热能被它聚集在眼底的视网膜上，就会觉得刺眼；如果经过一些时间后，视网膜就会被烧伤而失去视力。在发生日食时，大部分时间都是偏食，月亮只挡住了一部分太阳，剩下的部分仍然和平常一样，所以直接用眼睛看的时间长了，同样会烧伤眼晴的。通常可用一块涂了黑的玻璃放在眼睛前面看（或者把玻璃放在烟火上面熏黑）。墨层的厚度要均匀，能使眼睛透过它而看到太阳成为古铜色，看上去既不刺眼，又能看清楚。有时也把加了墨汁的水倒人盆中，观看映在水中的太阳。也有的拿完全曝光的相片底片，几个叠在一起观看。用望远镜观看的人，必须在镜片前加上滤光片，原理也同样是为了减弱太阳光， 使它不致烧伤眼睛。但无论如何绝对不能把眼睛凑近望远镜直接去看太阳，否则就会把你的眼晴烧伤。在不观测时，不要将望远镜或相机指向太阳，并须盖上镜头盖，以免镜头过分吸热，导致爆裂。
