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本影大小与距离的关系 | 图片来源：作者
借用晚上室内的灯光 ， 用手在桌上或墙上做做影子游戏 ， 你就可以明显地看到手与墙面之间的距离 ， 对本影和半影所占的面积比例的影响：物体越远离投影的屏幕 ， 屏幕上本影占的面积比例越小 。 那么 ， 有没有可能让本影彻底消失呢？
是的 ， 继续玩影子游戏 ， 你会发现当物体与投影屏幕的距离大到一定的程度（或者光源的尺寸与物体相比大过一定的程度） ， 对应的无穷多个影子就不再能全部重叠于任何区域 ， 此时屏幕上的所有位置都接受到某部分光源的光线 ， 本影消失了 。


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这其实就是手术台上的无影灯的原理：手术台上的所有区域都处在半影中 ， 被很多光源从各个角度均匀照亮的半影 ， 就是无影的效果 。


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本影半影伪本影区 | 图片来源：维基百科
总之 ， 本影区是不透明物体后方完全不被照亮的区域（a） ， 半影区是被部分光源照亮的区域(b) 。 而本影区的延伸区域（c）有点特殊：光源外围的光线可以到达这个区域 ， 而光源中心的光线不能到达 。 所以在这里会看到中间被遮挡的光源 ， 这个区域被叫做伪本影区 。 远离物体 ， 本影消失后 ， 伪本影区出现 。
各种日食的形成有了本影、半影和伪本影的知识 ， 彻底理解各种日食的形成原理就很容易了 。 太阳的直径是月球直径的400.5倍（体积是6400万倍） ， 而太阳到地球的平均距离是月球到地球的平均距离的395倍 ， 所以从地面看起来太阳和月亮差不多大 ， 在月球运行到日地连线之间时 ， 能遮住太阳 ， 形成日食 。
比如说 ， 当月球遮挡阳光 ， 在地球表面投射出本影和半影的时候 ， 本影区域内的人就会观察到日全食（Total Solar Eclipse ， 在那个时刻完全看不见太阳） ， 而在半影区域的人会看到被月球遮挡了一部分的太阳 ， 观测到日偏食 (Partial Solar Eclipse) 。


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图片来源：教科版小学科学六年级下册《日食和月食》课件
因为月球和地球的公转轨道都是椭圆 ， 地月距离会在35.0～39.9万公里之间发生百分之十几的变化 ， 地日距离会在1.47亿～1.52亿公里之间发生百分之三的变化 。 所以当地月距离远一些 ， 地表可能离开了月球的本影区 ， 进入了月球的伪本影区 。 在且只有在伪本影区内 ， 能看到中间被挡住的环形太阳——日环食（Annular Solar Eclipse） ， 此时半影区域的人仍然观测到日偏食 。
因为日月的直径之比 ， 与日月分别到地球距离的之比很接近 ， 所以地表的位置通常很接近月球本影区和伪本影区的分界点 。 于是 ， 无论月球的本影还是伪本影出现在地表 ， 都是很小的一个区域 。 这就是为什么能观察到日全食或日环食的区域比能观察到日偏食的区域少得多的原因 。
在日食发生期间 ， 月球一直围绕地球从西往东转 ， 日月连线的方向一直在变化（加上地球自转和公转的影响）月球的本影或伪本影会在地表覆盖出一条长而窄的带状区域 ， 此带状区域内的人们自西向东会在不同的时刻观看到日全食或日环食 。 而半影则会在本影周围覆盖更广的偏食观测区域 。


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图片来源：http://beagle.lamost.org/blog/content/uploadfile/201912/abf21575341865.gif

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