關於此實驗
每個月都有新月，為什麼卻不是每個月都有日食？答案在於略大於 5 度的傾角：月球通常會從地球與太陽連線的上方或下方經過。播放 2000 年到 2050 年間的任意一年，觀察食季如何循環往復，看看月球的影子落在地球的什麼位置，以及月球深入地球影子多深。日期和類型與實際發生的日食、月食相符。
學習目標
- 利用太陽、地球和月球的位置，解釋日食和月食是如何發生的
- 解釋為什麼並非每次新月和滿月都會發生日食或月食
- 描述食季，並解釋它為什麼每隔六個月左右出現一次
- 區分日全食、日環食和日偏食，以及月全食、月偏食和半影月食
- 解釋月全食時月亮看起來呈紅色的原因
使用方法
- 1播放2026年。每次日食發生時，月亮處於哪個月相？每次月食呢？
- 2觀察沒有發生日食或月食的新月時的側視圖。月亮相對於通往太陽的那條線位於哪裡？
- 3觀察食季期間的俯視圖。交點線指向哪個方向？
- 4數一數幾年間發生的日食和月食。你找到的最少和最多次數分別是多少？
- 5在特寫視圖中比較2026年2月17日的日環食和2026年8月12日的日全食。有什麼不同？
- 6開啟平面軌道。每年會發生幾次日食和月食？為什麼？
模型
假設
- 時間和類型依據 Jean Meeus 的《Astronomical Algorithms》中的演算法得出：以平均朔望月為基礎，採用最大的週期修正。時間精確到幾分鐘；極淺的半影月食可能會被遺漏或額外列出。
- 伽瑪值表示影軸與地心之間的距離，以地球半徑為單位。日食特寫顯示的是食甚時的陰影，而不是陰影掃過地球的完整路徑。
- 俯視圖和側視圖採用太陽、月球和交點的平均運動；月球軌道的繪製尺寸遠大於實際尺寸，以便看清。
- 時間採用 UTC，地球時與 UTC 之間的時差固定為70秒。
- 平面軌道是一種思想實驗：月球保持實際距離，但在黃道面內運行。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼月食可以在地球整個夜半球看到，而日全食只能在一條狹窄地帶看到？
- Q2為什麼滿月時絕不會發生日食？
- Q3環食和全食有什麼區別？發生哪一種是由什麼決定的？
- Q4日食每年大約提早19天發生。請用食年來解釋原因。
- Q5月全食時，月亮為什麼會變紅，而不是消失？
常見問題
一年中最多可以發生幾次日食和月食？
至少4次（日食兩次、月食兩次），最多7次。大多數年份有兩個食季，每個食季會發生一到兩次日食和一到兩次月食。由於食年比曆年短，第三個食季可能在12月下旬開始。
月食時的月亮為什麼是紅色的？
陽光穿過地球大氣層時會發生折射，進入影子中。大氣層會散射藍光，因此抵達月球的光呈紅色，那是地球各處在那一刻所有日出和日落的光。
觀看日食或月食安全嗎？
觀看月食完全安全。日食期間，除了短暫的全食階段外，切勿直視太陽；請使用經認證的日食眼鏡，或針孔投影器。