為什麼日食總是發生在農曆初一

眾所周知，太陽發光，地球和月亮自身不發光，月亮是依靠反射太Sunny而呈銀白色。月亮繞地球公轉，而地球又帶著繞它公轉的月亮一起繞太陽公轉。太陽的直徑約為140萬公里，大約是月亮直徑3500公里的400倍。但月亮離地球的平均距離僅約38萬公里，又大致是日地平均距離1.5億公里的400分之一。因此太陽的視直徑(日輪)與月亮的視直徑(月輪)幾乎一樣，都是32’。不過由於月亮公轉軌道和地球公轉軌道都是橢圓的(地球和太陽分別位於月軌和地軌橢圓的焦點上)，日地距離和月地距離會略有變化。

另一方面，農曆是根據月相變化制定。月相就是人們看到的月亮被太陽照亮部分的形狀。月相變化的週期是29.53天，稱為朔望月，也就是農曆一個月的平均長度。當月亮運動到日地之間(三者不一定在一直線上)，朝向地球的是月亮未被太陽照亮的半球，也就是看不見的黑月亮，天文上稱為新月，即為朔，對應於農歷初一。當月亮運動到太陽相反方向，即地球處在日月之間時，人們看到的是被太陽照亮的半球，就是滿月，也稱為望，它對應於農歷的十五，有時為十六。

如果地球繞太陽的軌道與月亮繞地球的軌道是在同一平面上，那麼每逢農曆初一月亮執行到日地之間時，三者都處在一條直線上，就會發生日食。而每逢農曆十五或十六，地球處在日月之間三者成一直線，將使月亮處在地球影子裡面，發生月食。但實際上地軌和月軌並非在同一平面上，而是相互傾斜成5o9’的交角，因此一般情況下，在朔日和望日不會發生相互遮擋的日食或月食。只有當月亮在朔日執行到地軌平面與月軌平面交界線附近時，出現日月地三者正好或近於在一直線上，才會發生日食現象。同樣地，當月亮在望日執行到月軌與地軌的交界線附近時，才會發生月食。這就是為何並非所有初一都有日食和所有十五或十六都有月食的原因。