日食与月食的几何原理
食，本质上是排列问题。看看太阳、地球与月球如何为日食和月食各自排成一线， 以及深色的本影和浅色的半影，如何决定一次食是全食还是只是偏食。
发生的顺序
阳光
→
天体挡住
→
本影
→
半影
→
全食或偏食
食，本质上是排列问题。看看太阳、地球与月球如何为日食和月食各自排成一线， 以及深色的本影和浅色的半影，如何决定一次食是全食还是只是偏食。
当某个天体来到另一个天体与太阳之间、把阳光挡住并投下阴影时，就发生了食。从地球上看得到的有两种。日食时，月球来到太阳与地球之间；月食时，地球来到太阳与月球之间。
每个被挡住的天体都会投出两个影锥。深色的内层影锥是本影，这里太阳被完全挡住，食为全食。浅色的外层影锥是半影，这里太阳只被挡住一部分，食为偏食。
上行画的是日食：月球位于中间，它窄小的本影正好落到地球上。下行画的是月食：地球位于中间，它宽大的影子一直伸到月球，月球进入本影后变暗。
同样的几何也解释了月相的成因，以及为什么食很罕见。月球轨道是倾斜的，所以多数月份三者都错过完美的一线排列——这就是食只集中在短短的"食季"、而不是每月都有的原因。
发生日食时，月球运行到太阳与地球之间。于是在地球表面一小片区域内，月球把太阳遮住，白昼昏暗下来，变成一种奇异的暮色。
阳光以一大束光的形式射来，月球挡住了打在它身上的光，其余的光则从旁边通过。月球背后因此投下一道影子，日食期间扫过地球的正是这道影子。
月球的影子其实由两个影锥组成。深色的内层本影很窄，正好到达地球，所以只有一条狭窄的路径能看到全食。它周围浅色的半影覆盖的范围大得多，那里太阳只被挡住一部分。
大约两周后，月球绕到了地球的另一侧，这时会发生月食。这一次位于中间的是地球，能够进入影子的是月球。
地球比月球大得多，所以它背向太阳投出的影子很宽。月球进入这道影子时，可以整个被罩住，亮度随之变暗，常常呈现为一枚暗红的圆盘。
观测者看到什么，取决于他身处那一道影子。身处本影，食就是全食；身处半影，食就是偏食，太阳或月球只被遮住一部分。
因为月球的轨道相对于地球绕太阳的路径倾斜了大约五度。多数月份里，月球从日地连线略高或略低的地方经过，于是它的影子错过地球，地球的影子也错过月球。只有当三者几乎完美对齐时，才会发生食。
本影是深色的内层影锥，在这里遮挡天体把太阳完全挡住。身处本影的观测者看到的是全食：太阳被完全遮住，或月球完全落入地球的影子里。
地球大气会把擦过其边缘的阳光折射并过滤，主要让红光透进本影。这份微弱的红光落在月球上，使它在月全食时呈现出铜红色。
不会，因为两种排列不同。日食需要月球位于太阳与地球之间，月食需要地球位于太阳与月球之间。这两种排列正好相反，所以它们发生在不同时间，通常相隔约两周。
这纯属巧合：太阳的直径约为月球的 400 倍，而它到地球的距离也约为月球的 400 倍。于是两者在天空中看起来大小几乎相同，这就是月全食时月球能恰好遮住太阳的原因。