被美帝承包的日全食。图片来源：自媒体账号“北美丢姐”
今年最大的天文热点事件想必一定是这次的日全食了，虽然此次日全食并不在中国境内，而出现在美国大陆，但是对于很多喜欢天文的朋友们来说依旧是一次让人血脉偾张的大事件，不少朋友还不远万里特地跑到美国去观看此次日全食。
不管能不能亲眼看见日全食，关于日全食的知识还是要多少了解一些，所以，今天就用一篇文章让你换个姿势了解“日全食”！
来源：资深摄影师叶梓颐
1.日全食、日环食、日偏食真叫人傻傻分不清楚！
日食
，又叫做日蚀，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，这时就会发生日食现象。
一般来说日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。
日偏食
则意味着月球并没有完全的遮住太阳。太阳和月球只是一部分的重合了。当然，在日全食或日环食发生的时候，如果你没有在日全食、日环食的轨道上观看日食，而是在离轨道有一定距离的地方的话，看到的则就是日偏食了。
日全食
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。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，民间称此现象为天狗食日。
日环食
就是当月球处于远地点时，月球的本影锥不能到达地球；到达地球的是由本影锥延长出的伪本影锥。此时月球的视直径略小于太阳。因此，太阳边缘的光球仍可见，形成一环绕在月球阴影周围的亮环。上一次日环食发生于2013年5月10日。
全环食
在一次日食过程中，如果在掩食带中心线上的有些地方可以观测到全食，另一些地方可以观测到环食，那么我们就称其为“日全环食”，也叫“混合食”或“第四种日食”。全环食发生机率甚少，上一次全环食发生于2013年11月3日。
2.日全食？天狗来吃太阳了！
日全食被中国民间称之为“天狗食日”，每当这个时候，老百姓们会敲锣打鼓以吓跑“天狗”，但是用科学的眼光来看日全食时就会重新认识其中的不同阶段。
日全食分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。
初亏：
由于月亮自西向东绕地球运转，所以日食总是在太阳圆面的西边缘开始的。当月亮的东边缘刚接触到太阳圆面的瞬间称为初亏。初亏也就是日食过程开始的时刻。
食既：
这是由于月球表面有许多崎岖不平的山峰，当阳光照射到月球边缘时，就形成了贝利珠现象。英国天文学家倍利最早描述了这种现象，因此又称为倍利珠。
食甚：
食既以后，日轮继续东移，当月轮中心和日面中心相距最近时，就到食甚。食甚是太阳被月亮遮去最多的时刻。
生光：
月亮继续往东移动，当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间，称为生光，它是日全食结束的时刻。在生光将发生之前，钻石环、贝利珠的现象又会出现在太阳的西边缘，但也是很快就会消失，接着在太阳西边缘又射出一线刺眼的光芒。
复圆：
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，称为复圆。这时太阳又呈现出圆盘形状，整个日全食过程就宣告结束了。
3.为什么会发生日全食？
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。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。
4.这次哪些地方能看到日全食？
2017年8月21号发生的日全食将贯穿美国大陆，从西海岸的俄勒冈州塞勒姆市到东边的南卡罗来纳州查尔斯顿市。日全食通常每一段时间就出现一次，可是这种现象通常发生在海上或人口稀疏地带，美国大陆这次却难得的处于中心位置，这是99年来首次有日全食横贯美国东西两岸。
2017美国日全食：经过的全美国境内的图/来源：NASA
此次日全食五个阶段如下：
所以正在美国的朋友们可千万不能错过了哈！
5.日全食验证了广义相对论？
不少朋友一听说此次日全食不在中国境内便失去了兴趣，要知道，日全食的出现可不只是让你看热闹的！
日全食可是人们认识太阳的极好机会，平时所见到的太阳，只是它的光球部分，光球外面的太阳大气的两个重要的层次—色球层和日冕，都淹没在光球的明亮光辉之中。
色球层是太阳大气中的中层，它是在光球之上厚约2000千米的一层；在太阳外面，还包围着温度极高（百万摄氏度）但却十分稀薄的等离子体，延伸的范围比太阳本身还大好几倍，这叫做日冕。
日冕的光度只有太阳本身的百万分之一，平常它完全隐藏在地球大气散射光造成的蓝色天幕里。
日全食时，月亮挡住了太阳的光球圆面，在漆黑的天空背景上，相继显现出红色的色球和银白色的日冕，科学工作者可以在这一特定的时机、特定的条件下，观测色球和日冕，并拍摄色球、日冕的照片和光谱图，从而研究有关太阳的物理状态和化学组成。例如在1868年8月18日的日全食观测中，法国的天文学家让桑拍摄了日饵的光谱，发现了一种新的元素“氦”，这个元素一直在过了二十多年之后，才由英国的化学家雷姆素在地球上找到。
不仅如此，更让你想不到的是，人们利用日全食证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。
戳视频！（让你看看日全食是如何证明广义相对论的！）
原来，爱因斯坦在1915年发表了在当时看来是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。
二十世纪初科学家对爱因斯坦提出这种理论的第一反应是：他肯定是疯了！！！不过鉴于爱因斯坦的理论实在是过于迷人，导致当时英国最有名的天文学巨擘爱丁顿爵士瞬间变成爱因斯坦的迷弟，并努力使自己成为第三个理解广义相对论的人！实践是检验真理的唯一标准，当时的科学家都在寻找一个证明广义相对论的机会，而这时一场横跨南美洲和非洲的日全食使爱因斯坦这个名字迅速传遍整个地球。
6.那么日全食和广义相对论有什么关系呢？
由于太阳集中了整个太阳系99%以上的质量，根据广义相对论，太阳的质量足以凹陷周围的时空，甚至光经过太阳附近时都会拐弯。所以理论上只需要两张照片，
一张有太阳，一张无太阳
，就可以验证广义相对论。不过太阳非常耀眼，想在白天看到弯曲的星光几乎是不可能的。爱因斯坦随即想到日食发生时天空会变暗，天文学家可以拍到太阳之后的恒星。
1912年5月29日迷弟爱丁顿及小伙伴戴森分别去非洲和南美洲观测日全食，二人得到的结果符合广义相对论的预言，随后登出的报纸记载这一伟大科学验证，题目为《科学的革命，宇宙的新理论，牛顿思想被推翻》。
图为利用日全食验证广义相对论的示意图
可见，日全食不仅能让民众激动，更让专家们激动，一次难得的研究机会就在眼前了！
此部分节选自《给我一个太阳，我能让光拐弯》
作者：张悦铖（青岛中学 科学与技术学科主任、国家天文台天体物理硕士 ）
7.在中国，我这辈子还能看见日全食吗？
我们大中国对于日全食可是在几千年前都有关注！公元前1948年，有人就观测到了日食。传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。甲骨文中共有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。
2009年7月22日，我国迎来了21世纪最长的一次日全食，全食持续时间达到最长的6分39.5秒，这最长的记录要到2132年6月13日才会被打破。
关心这辈子还能不能在中国境内看见日全食的朋友们，我的答案当然是肯定的！
据预测，2034年3月20日、2035年9月2日、2060年4月30日、2063年8月24日、2070年4月11日、2088年4月21日、2089年10月4日我国境内都将会发生日全食。
所以，朋友们不用担心，安心坐在家里等待，2034年日全食就来啦！
8.我就在美国！看日全食我要注意什么？
