光在同种均匀介质中沿直线传播，光在传播过程中，遇到不透明的物体，在物体后面形成的黑暗区域，叫做影子。影子又分为本影、半影和伪本影。
当月亮运行到太阳和地球之间时，地球上处于月亮的影子的地区可观察到日食，其中，处于月亮的本影区，可观察日全食；处于月亮的半影区，可观察到日偏食；处于月亮的为本影区，可观察到日环食。
当月亮运行到地球的影子里时，在地球上可观察到月食，其中，月亮部分进入地球本影时，可观察到月偏食；月亮全部进入地球本影时，可观察到月全食；月亮进入地球的半影时，形成半影月食，在地球上仍能观察到整个月亮，只是月亮的亮度有所减弱，没有观赏价值。由于太阳、地球和月亮的大小和距离关系的原因，不会形成月环食。
另外，根据月食的成因，发生月食时在地球上本来应该看不见月亮，事实上，不仅能看到月亮，而且看到的还是红月亮，这主要是大气层在作怪。前面说了，光沿直线传播是有条件的，必须是在同种均匀介质中，而太阳光照射地球，要从太空进入大气层，并且大气层是不均匀的，必然使太阳光发生偏折，进入地球的影子。同时，大气层中的气体分子和悬浮的微尘还会使太阳光发生散射，分别叫分子散射和瑞利散射。无论分子散射还是瑞利散射，对不同波长的光的散射程度不同，波长越短散射的越厉害。大家知道，太阳光是一种复色光，是由红橙黄绿蓝靛紫七种色光组成的，七种色光按顺序波长依次减小。所以，太阳光在经过大气层时，其中的蓝靛紫光散射得较厉害，红橙黄光散射的较轻微，传播到月亮的太阳光中红橙黄光的成分较多，这些光线还要经月亮反射回地球人眼才能观察到，反射回来的光线再一次被大气层散射，能传播到地面的主要就是红光，所以，月食时看到的月亮呈暗红色。
月食的形成 月食是自然界的一种现象，当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上时（地球在太阳和月球之间），太阳到月球的光线便会部分或完全地被地球掩盖，产生月食。 对地球来说，太阳和月球的方向相差180°，所以月食必定发生在 “望”（即农历十五前后）。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道（分别称为黄道和白道）并不在同一个平面上，而是约有5°的交角，因此只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会形成一条直线，产生月食。 月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。至于半影月食，是指月球只是掠过地球的半影区，造成月面亮度极轻微的减弱，很难用肉眼看出差别，因此不为人们所注意。
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