天文学上通常用“食分”来表征日食发生时,太阳圆面被月球遮蔽程度的大小。食分的具体定义因日食的类别而异:对偏食来说,是指食甚时刻太阳圆面中被月球遮去部分沿直径方向的长度与太阳的视直径之比,对中心食而言则是食甚时刻月球的视直径除以太阳的视直径。这里所谓“视直径”是指太阳圆面对观测者的张角,视直径的概念也同样适用于月球或其他天体。例如,要是一次日食发生时某观测地的食分为0.5(偏食),则意味着太阳圆面在直径方向上最多被月球遮去一半,月球边缘恰好可经过太阳视圆面的中心。但由于黑色月面是凸现在明亮的日面上,此时以面积计算的日面被月球遮去的部分,最多也不到太阳视圆面的一半。
对不同次的日食来说,食甚时的食分越大,太阳被食的程度越大。发生日偏食和日环食时,月球不可能把太阳全部遮去,食分必小于1。在日全食时,月球的视直径大于或至少等于太阳的视直径,食分必然大于或等于1。对于不同次的日全食来说,食分越大,全食阶段的持续时间(食延)越长。
月食过程中的食象
月食发生在夜间,随着月球相对太阳(即相对地影)的移动,月食发生时月球按自西向东(或者说自右向左)方向渐而没入地影,月球圆面的左边缘先行亏缺,情况与日食时日面先行亏缺的部位恰好相反。
月食的食象变化细节与日食也有所不同。按观测表象,一次月全食的全过程可分为五个不同的阶段,有七个特征时刻。
(1)半影食。月球进入地球半影之际,即月球左边缘与地球半影右边缘外切时,半影食即告开始。这一特征时刻称为“半影食始”,但这一事件极难观测到,因为在半影外区月面明暗度的差异甚小,只有当月球边缘没入半影区的一半左右时,肉眼方能察觉到月光开始变暗,但月球的形状(圆形)并没有发生亏缺。嗣后,半影食的观测表象渐而明显。
(2)偏食。这一阶段始于月球左边缘与地球本影右边缘外切,称为“初亏”或“偏食始”,本影暗边缘突然在月盘上凸显。之后,漆黑的地影不断地“吞食”明亮的月面;当偏食阶段行将结束之际,地球本影外就只剩下最后一抹月光。
(3)全食。当最后一丝月光潜入本影,即月球右边缘与地球本影右边缘内切时,全食阶段即告开始,这一特征时刻称为“食既”或“全食始”。极少数情况下月全食阶段可长达106分钟。一次月食过程的中央时刻,即月面中心和地球本影中心最接近之际称为“食甚”。食甚之后,随着月球相对地影的移动,上述各个重要事件会按相反