科學家會利用日全食進行哪些科學研究？

包括歷史上的著名研究，和現在科學家正在進行的研究。

謝邀，非專業人士，引用科普文章【1】講一下驗證廣義相對論的光線引力偏折實驗吧。

1916年愛因斯坦在《狹義與廣義相對論淺說》一書第22節中，用等效原理分析了引力對光線偏轉的影響響．他寫道：「相對於伽利略參考物體K，這樣的一道光線是沿直線以速度C傳播的．不難證明，當我們相對於作加速運動的箱子(參考物體K )來考察這同一道光線時，它的路線就不再是一條直線．由此我們得出結論，光線在引力場中一般沿曲線傳播．」對愛因斯坦的這一段話下面我們舉例加以說明．
考慮一個宇宙飛船在星球的引力場中自由下落(見圖2)．按照等效原理，飛船是個局域慣性系，光線應沿直線從它的一個窗口到另一個窗口傳播(圖中虛線)．但從星球參考系看，宇宙飛船具有向心加速度，穿過它兩窗口的光線是向下彎曲的，亦即光線受到引力的作用而偏轉．從狹義相對論知道，光子的靜質量為零，但它的動質量不為零．按照質能關係，因光子有能量，故也有質量， 且動質量是慣性質量．按照引力與慣性力等效的原理，光子應具有引力質量，即光子能產生引力場，也會受其他物體的引力場的作用．引力對光線的偏轉效應表明，光同時具有引力質量．

按照這一結果，星體所發出的光線，在經過太陽附近的引力場時，必然向內偏轉(如圖3所示)．根據廣義相對論的計算結果，這一偏轉角為 .將太陽的半徑 和質量 數值代入，得出 ".這一結果可以通過在日全食時對太陽附近的恆星拍照，從實驗觀測上進行檢驗．將日食照片上恆星的位置與其他時候拍攝的照片上該恆星的位置加以比較，就會發現日食照片恆星的位置應離開太陽中心沿徑向外移，預計這一數值只有1 mm的百分之幾．因此，為拍攝照片所需的調準工作以及隨後對這些照片的量度都需要有很高的準確度．1919年5月29日發生日全食時，在巴西和西非兩個觀測隊所得結果是 " "和 " "，與廣義相對論的計算值基本符合．可靠得多的數據是近年來射電天文學家利用脈衝星或射電源的測量提供的．最好的結果由1975年對射電源0116+08的觀測取得．此射電源每年4月中旬被太陽遮掩，射電天文學家利用這一有利情況，觀測到無線電波偏轉角 " ".這和廣義相對論理論計算值 "複合得很好。

文中1919年的實驗由兩組英國科學家完成。巴西的索布拉爾考察隊由克洛梅林博士與戴遜帶領，西非的普林西比考察隊則由科丁漢先生和愛丁頓帶領【2】。兩組實驗結果平均值與愛因斯坦的預言值符合，在當時引起了很大的轟動。

參考文獻

【1】向義和. 淺談廣義相對論的創立之一 等效原理的發現與應用[J]. 大學物理, 2014, 33(11): 28-28.

【2】侯新傑, 陳曉莉. 愛丁頓與廣義相對論的驗證[J]. 大學物理, 2006, 25(7): 43-43.

謝邀，業餘愛好者。寫維基百科的時候查過相關資料，正好來總結一下吧。

光譜分析發現氦

1868年8月18日，日全食經過衣索比亞北部、葉門、印度中南部、中南半島、印尼一線。當時科學界對光譜和元素的對應關係剛有研究。法國天文學家皮埃爾·讓森在英屬印度的貢土爾用光譜儀觀測時，發現了一條陌生的譜線，後來發現不在日食的時候太陽光也有這條譜線。最終確定這是一種新元素，用希臘語?λιο?（helios，太陽）命名為Helium，即氦。因此氦成為了有趣的先在地球以外發現、後在地球上發現的元素。

驗證廣義相對論

廣義相對論的結論之一是引力透鏡，即引力能彎曲光線。當時要在地球上驗證這一現象，能依賴的大質量物體（足以彎曲到人眼可辨別的程度）只有太陽。但太陽太亮，平時看不到周圍的物體。只有在日全食時，能看到太陽周圍的星光。1919年5月29日，日全食經過巴西、非洲中部一線。而且太陽正好在畢星團附近，太陽周圍有好多亮星。於是2支觀測隊分別前往巴西索布拉爾，和葡屬聖多美和普林西比的普林西比島。兩地日食有先後，太陽位置略有不同，對比了兩地拍到的照片，確認了這一結論。此後愛因斯坦本人和相對論為世人所知。當然，由於精度原因，之後在其他日全食時又反覆驗證了幾次。

觀察月面邊緣形狀

因為月球表面也有高低不平的地形，在日全食時，月面和日面「相切」前後會出現高低的縫隙之間漏出的陽光——貝利珠。（什麼是貝利珠詳見美國日全食在即（二）各類日食都有幾個階段？日全食有哪些看點？）研究貝利珠出現的位置就知道月面邊緣形狀，而最好的機會就是月地、日地距離使月球和太陽視直徑接近，「看起來」差不多大的時候，就能出現環繞一圈的貝利珠，這時候也往往容易出現全環食（詳見美國日全食在即（一）很多人以為看過日全食，其實只是遜色得多的日偏食）。1912年4月17日的全環食在巴黎附近、1930年4月28日的全環食在美國西部、1948年5月9日的日環食在日本禮文島、1966年5月20日的日環食在希臘和土耳其都做了類似觀測，後兩次儘管是日環食不是日全食，但日月視直徑仍然十分接近，即太陽的「環」細到足以出現貝利珠。

日冕、日珥

平時看到太陽光亮的部分是光球層，其外還有色球、日冕，但比光球暗得多，平時無法看到，而日全食時光球被完全遮擋，就能看到了。色球在太陽活動強烈時噴出的氣流叫日珥，形似耳朵。這些在每一次日全食基本都會有人觀測。另外現在的觀測手段也不限於日全食，可以在空氣寧靜的高山上用日冕儀，或在外太空觀測。

測量太陽與月球的形狀大小

每次日全食都出現在特定的區域，是月球本影掃過的帶狀區域——全食帶。我們可以事先理論計算出全食帶，之後在計算的全食帶邊緣實際觀測，確定實際的全食帶邊緣在哪裡，就知道理論計算時用的太陽與月球的形狀大小有多少誤差。這種計算也是每一次日全食都能做，經典的例子是1925年1月24日，全食帶南緣經過紐約，穿過河濱快速路（Riverside Dr）與96街（96th St）交叉點附近。現代研究手段多了，可以直接發射衛星到太空中近距離測量，就不太依賴日全食了。

跨領域的歷史研究

中國人熱衷記載歷史，史書也有多次日食的記錄。1996年中國啟動夏商周斷代工程，有人認為《竹書紀年》「懿王元年，天再旦於鄭」描述的是早晨出現的日全食。1997年3月9日中國、蒙古、俄羅斯出現日全食，其中中國境內除了備受關注的黑龍江最北端漠河一帶之外，新疆阿勒泰地區北部正好是日出時出現日全食，當時就組織觀測看是否符合「天再旦」。基於日全食的推斷，工程認為該記載在公元前899年4月21日。確定了懿王元年，進而確定牧野之戰和周朝的時間。現在歷史書中商朝的時間寫「約……年」，西周開始時間明確寫「前1046年」就是這個原因。但這個結論也遭到很多質疑。現在計算幾千年的日月食，只要根據物理學運動規律就能算得很精確，這本身沒什麼問題，但那句「天再旦」的記載是否真的是日全食，還有很多疑問。

我所知道的就是日全食的時候是地球上直接觀測太陽外圍活動（日珥啥的）的最好時機。在日全食完全發生之前可以觀察到黑子。

還有個著名的實驗（觀測）就是太陽的引力會扭曲光，從而觀測到太陽後邊的天體。曾經這個被拿來驗證廣義相對論。