月食是由于光的直线传播原理形成的。当地球、月亮、太阳三个星球处于一条直线的时候，地球正好位于太阳和月球之间时，地球挡住了太阳照相月球的光线。在地球的身后会有一道影子，当月球进入地球的本影区就形成了月全食，当月亮的一部分进入本影区时，就形成月偏食。
当发生月食的时候，照向月亮的光线被地球挡住，而月亮本身是不发光的，因此应该看不到月亮才对。但是，实际上月全食的时候，我们是可以看到月亮的，而且显现出暗红色。这暗红色的光，又是从哪里来的呢?实际上，这暗红色的光，仍旧是照射到月面上来的太阳光。 原来，光线在同样密度的介质中进行的时候，是直线前进的，而且速度不变;但当它倾斜地由这一介质进入到另外一个密度不同的介质中去时，光的速度就会改变，进行的方向就发生了曲折，这种现象叫做折射。 在地球周围有层像薄纱似的透明度较好的大气层，阳光从地球侧面的大气中穿行时，是先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，这样就产生了两次折射，结果和光线透过凸透镜相仿佛, 有点向内弯，向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。 红色的光线波长比较长，不容易被大气层所散射，而折射向月亮，因而月亮就显现暗红色。
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