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月球真的曾缺失过一部分吗?
关键词:中国一带一路网  来源:牧夫天文  时间:2016-10-21
    中国一带一路网消息:

    月相与方位


2016年月球每月月相日期(可以点击另存手机里观看大图)


美丽的新月

    上一次我们谈到了太阳日与恒星日,跟地球的自转及公转有关。而在天上还有个很扎眼的天体,就是月亮,也有跟它有关的记日方法,叫做“太阴日”,也就是针对某个地点,月亮两次走到同样位置的时间间隔。

    影响太阴日的因素有地球的自转和月球的公转,下面来用动图演示一下:


(图中地球转速仅为示意,并不代表与月球公转速度一致)

    如图所示,月亮绕地球公转一周 360°,约需花费 27.32 天。按 360/27.32=13.18,意味着如果按相同的太阳时去观测它,则每天比昨天偏东约13.18°,地球就需要再多转约 50 分钟,才追上它。

(可是地球转了50分钟之后它又往前跑了呀…… :) )

    由上信息,如果你在某一天傍晚看到月亮悬挂在西方地平线附近即将落下——那么第二天它距离落下还要再过50分钟;

    第三天还要再过1小时40分……

    十多天后它离落下还有12小时——也就是将在日落时候才刚刚从东方地平升起;

    这一天月亮跑了一晚上,到第二天早上才跑到西方落下,而此时太阳又已经从东方升起了;再往后,你每天早上起来看月亮距离地平线都往东增加了一些距离,也就是靠近初升的太阳越近一些;直到十多天后,它终于在早上基本和太阳同时升起,同样地也就在傍晚随太阳同时落下,再次开始以上的这个循环。

用图示演示这个过程之前,先复习一下在《动图一》里北极视角的地球自转画面


月球绕地公转轨道平面和地球公转轨道平面差不多,我们还是从同样的角度来观看:


    新月位置时月亮和太阳在同一个方向,我这儿演示其跑开一定角度后的效果(地月平均距离38.4万公里,为地球直径的30倍,此处并非严格比例)。

    图中处于a位置的观测者,太阳正越过头顶向西方而去,是为正午,月亮此时在太阳略偏东一点的位置,但是阳光亮度太高,他并不能看到月亮。

    b位置观测者,太阳正擦着地平线落下,阳光已经收敛很多了,他能看到月亮也挨着地平线。

    c位置观测者,正处于午夜,看不到月亮。

    d位置观测者,即将告别黑夜,迎来太阳的初升,但在月亮处于图示这个位置时,太阳先于月亮升起,阳光同样会遮蔽月亮,他还是看不到。

    过了七八天之后月亮跑到与太阳夹角90度的方位了:

    a:太阳在头顶,月亮刚从东方的地平线升起,这时候它们距离比较远,差不多可以看见了。

    b:太阳在西方的地平线落下,月亮已逐渐地升至头顶。

    c:午夜,月亮也从西方的地平线落下了(想一想某观测者随地球自转从a位置到b再到西过程所看到的景象?)。

    d:继续啥也看不到。


    再过七八天,月亮跑的与太阳成180度角的方位:

    a:正午,不论往东还是往西,都看不到月亮。

    b:黄昏,往西看,日落西山藏火镜;往东看,月升东海现冰轮。

    c:午夜,月亮升到头顶。

    d:黎明,跟黄昏时正好相反。


    b:看不到月亮。

    c:午夜,看到月亮从东方升起。

    d:黎明,太阳从东方升起,月亮则位于头顶。

    a:正午,向西可以看到月亮落山。

    思考题:月亮公转一周过程中,我们能在白天看到它的天数有多少呢?

    接下来讲讲月相,月有阴晴圆缺,新月残月、凸月亏月、上弦下弦都伴随公转的过程发生,但很多人会把月相发生的时机跟日月食的发生搞混。

    其实月相的变化是:月亮处于公转的不同位置,和太阳处于不同的夹角,自己的胖脸把照到脸上的光挡住了——在此我们设想一个电影院,四周一片黑暗,唯一的光源是从幕布上发出来的巨大亮光。


    你坐在座位上看电影,由于整个影院的座位布置呈阶梯状排列,所以前排的人的影子挡不住你,你的影子也挡不住后排的人可是,你的手机没关好,电影看到紧张阶段,忽然铃声响了,周围的人把脸都转过来怒视着你你一边紧张地关手机,一边向他们看去……想想这时候你看到他们的脸会是啥样?

    这个场景就跟月球公转的关系很相似:

    漆黑的影院就是茫茫夜空;

    大屏幕的光源就是太阳;

    你的位置是地球;

    周围观众就是月亮公转的不同位置——且其公转轨道面与日地连线有一定的夹角,所以一般情况下不会发生互相遮挡而你看到周围观众脸上的明暗布局,就相当于月亮的月相了。


    如果这个场景确实让你感同身受的话,下回再去看电影的时候可以再观察观察。


水边的新月


接近满月的月亮和帕洛玛山天文台

(专栏作者:马褂  配图 | 责任编辑:解仁江)
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