关于此实验
每个月都有新月，为什么却不是每个月都有日食？答案在于略大于 5 度的倾角：月球通常会从地球与太阳连线的上方或下方经过。播放 2000 年到 2050 年间的任意一年，观察食季如何循环往复，看看月球的影子落在地球的什么位置，以及月球深入地球影子多深。日期和类型与实际发生的日食、月食相符。
学习目标
- 利用太阳、地球和月球的位置，解释日食和月食是如何发生的
- 解释为什么并非每次新月和满月都会发生日食或月食
- 描述食季，并解释它为什么每隔六个月左右出现一次
- 区分日全食、日环食和日偏食，以及月全食、月偏食和半影月食
- 解释月全食时月亮看起来呈红色的原因
使用方法
- 1播放2026年。每次日食发生时，月亮处于哪个月相？每次月食呢？
- 2观察没有发生日食或月食的新月时的侧视图。月亮相对于通往太阳的那条线位于哪里？
- 3观察食季期间的俯视图。交点线指向哪个方向？
- 4数一数几年间发生的日食和月食。你找到的最少和最多次数分别是多少？
- 5在特写视图中比较2026年2月17日的日环食和2026年8月12日的日全食。有什么不同？
- 6开启平面轨道。每年会发生多少次日食和月食？为什么？
模型
假设
- 时间和类型依据 Jean Meeus 的《Astronomical Algorithms》中的算法得出：在平均朔望月的基础上，采用最大的周期修正。时间精确到几分钟；极浅的半影月食可能会被遗漏或额外列出。
- 伽马值表示影轴与地心之间的距离，以地球半径为单位。日食特写显示的是食甚时的阴影，而不是阴影扫过地球的完整路径。
- 俯视图和侧视图采用太阳、月球和交点的平均运动；月球轨道的绘制尺寸远大于实际尺寸，以便看清。
- 时间采用 UTC，地球时与 UTC 之间的时差固定为70秒。
- 平面轨道是一种思想实验：月球保持实际距离，但在黄道面内运行。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么月食可以在地球整个夜半球看到，而日全食只能在一条狭窄地带看到？
- Q2为什么满月时绝不会发生日食？
- Q3环食和全食有什么区别？发生哪一种由什么决定？
- Q4日食每年大约提前19天发生。请用食年解释原因。
- Q5月全食时，月亮为什么会变红，而不是消失？
常见问题
一年中最多可以发生多少次日食和月食？
至少4次（日食两次、月食两次），最多7次。大多数年份有两个食季，每个食季会发生一到两次日食和一到两次月食。由于食年比日历年短，第三个食季可能在12月下旬开始。
月食时的月亮为什么是红色的？
阳光穿过地球大气层时会发生折射，进入影子中。大气层会散射蓝光，因此到达月球的光呈红色，那是地球各处在那一刻所有日出和日落的光。
观看日食或月食安全吗？
观看月食完全安全。日食期间，除短暂的全食阶段外，切勿直视太阳；请使用经过认证的日食眼镜，或针孔投影器。