日食
rì shí
日食发生在新月直接运行到地球和太阳之间时，月球的影子投射到地球上，遮挡住位于其路径上观测者所见的太阳。
Definition
日食发生在新月时月球直接运行到地球和太阳之间，把自己的影子投射到地球部分区域，使处于阴影中的人短暂地经历白昼变黑。位于月球本影（较暗内影）中的观测者，会看到太阳被完全遮挡长达几分钟，也就是日全食；位于半影（较亮外影）中的观测者，则只能看到日偏食；当月球接近它离地球最远的位置时，它看起来太小而无法完全遮住太阳，只留下一圈明亮的光环，这就是日环食。这种现象只有在新月恰好发生在月球经过其倾斜轨道的交点附近时才会出现，大约每 $173$ 天出现一次食季；而日全食之所以可能发生，是因为太阳的直径大约是月球的 $400$ 倍，距离也大约是月球的 $400$ 倍远，所以两者在天空中看起来的视直径大致相同，都约为 $0.5^\circ$。由于月球本影的尖端只能勉强触及地球，月球轨道的偏心率就决定了一次日食究竟是日全食（月球靠近近地点）还是日环食（月球靠近远地点）；整个规律以 $18$ 年零 $11$ 天的沙罗周期不断重复。
Example
2024年4月8日，一次日全食穿越了美国，从得克萨斯州一直到缅因州，路径上的人们看到了太阳明亮的外层大气环绕在月球黑色圆面周围。那条全食带只有约 $100$ 到 $200\ \text{km}$ 宽，以超过 $1{,}500\ \text{km/h}$ 的速度扫过地球；2017年8月21日，全食带曾穿越北卡罗来纳州西部，而夏洛特当时看到的则是一次很深的日偏食。月球的视直径在远地点约为 $29.4$ 角分，在近地点约为 $33.5$ 角分，而太阳的视直径则在 $31.5$ 到 $32.5$ 角分之间；因此当月球接近近地点、地球接近远日点时，日全食的持续时间最长可达约 $7.5$ 分钟；2024年那次日食的最长持续时间约为 $4.5$ 分钟。
Key Insight
在日食期间，绝对不要不戴经过认证的日食眼镜直视太阳，因为即便只露出一丝阳光，也可能损伤你的眼睛。日食并不是每个月都会发生，因为月球轨道相对地球轨道倾斜了约 $5^\circ$，所以大多数新月时，月球在天空中都是从太阳的上方或下方经过，而不是正好挡在太阳前面。让日全食得以发生的这种巧合并不会永远持续下去：月球正以每年约 $3.8\ \text{cm}$ 的速度远离地球，大约 $6$ 亿年后，它在天空中就会小到再也无法完全遮住太阳；届时日全食将永远消失，而我们恰好生活在这些数字仍然吻合的时代。