月相的成因及其变化规律

1、月相的成因及其变化规律rq球万古不息地围绕着地球运动,而地球又带的月亮永恒地围绕着太阳 R 运动。通常人们粗略地将月球围绕地球的运动看作为圆周运动，实际 上月球是以椭圆轨道逬行绕地球运动的，它离地球最远时约406699千米， 最近约356399千米，平均约38万千米，这一距离大约相当于地球直径的 30倍，或者说月球围绕地球运行的轨道，其平均直径大约可以排列60个地 球，而轨道的周长大约为240万干米。月亮在这样长的轨道上运行一周所需 要的时间，等同于地球上的27 B 7时43分11.47秒,这一时间称为"恒星 月",或者说需要2360591秒，它在这条轨道上的运行的平均速度

2、大约为每 秒1017米。在太阳系中，可以把地球和月球当作一个系统来看待，地球和月亮的公共 质心围绕太阳作椭圆运动(公转)，这一质心离地心约4660千米,或者说在 地面下1700干米左右，并与月亮在相同的一边。月球围绕地球作平面椭圆轨道运动，不过严格地来说，月球并不是围绕 地心进行圆周运动，而是围绕地球与月球的公共质心作圆周运动。月球围绕 地球运行有几个显著特点：(1)月亮围绕地球所走的椭圆，在它的平面里不 是固定的，这个椭圆绕着地球，在它平面里沿正方向即月亮运行的方向而运 行。这个椭圆的长轴在3232日或8年零310日里转一周。(2 )月亮绕地球 运行的轨道(即白道)不在地球绕太阳运行的黄道平

3、面里，正因为这样，所 以不是每逢新月就有日食，每逢望就有月食。白道的平面和黄道的平面相交 成5度多的交角。这两个平面的交线叫交点线。这条交点线也不是固定的， 每一个交点在18年224日内沿相反方向，在黄道上转动一周。(3 )黄道和 白道两平面的交角也在变化，这一交角的平均值是5度8分48秒，常在极 小5度0分1秒和极大值5度17分35秒之间摆动,周期为173天。月球 和地球又分别绕它们各自的质心进行自转。由于月球自转的周期恰好等于它绕地球公转的周期，我们在地球上永远 只能看到月球的一面，称为月球正面，另外半个球总是背向地球，即月球背 面；但是，人们看到的月球并不止50% z由于月球的天平动，累

4、积起来，人 们从地球上实际可以观测到月球整个表面的59%。由于地球的自转，我们每天可以看到月球的"东升西落"，不过月亮每 天升起时间都比前一天平均推迟50分钟。这是因为在地球上某一点某一时刻 看到月球升起后，当地球自转一周时（第二天同一时刻），因月亮围绕地球运 动已经离开了原来的位置,围绕地球向东运行了约13度，因此地球要再自转 约13度，即约50分钟后才能看到月亮，因此月亮升起时间平均每天推迟50 分钟。此外，由于地月几何关系的原因，在地球上观看月球起落的时间是不 同的。月球除了绕地球公转夕卜，本身还在自转。月球自转的周期恰好等于它绕 地球公转的周期，即27天7小时43分

5、11.47秒，因此，任何时间,我们在 地球永远只能看到月球的一面，另外半个球总是背向地球，所以我们看到的 月球表面总是相同的。由于月球的天平动，累积起来，人们从地球上可以观 测到月球整个表面的59%。这是由于月球的轨道是一个倾斜的椭圆形轨道， 它在不同的轨道位置面向地球的一面稍有不同的缘故。既然月球永远只以一面面向地球，如果不假思索,可能以为这表明月球 不自转。其实不然。为了说明这个现象，我们可以想像在月面上某点画一垂 直于表面的箭头。如果月球不自转，在月球绕地球运行的过程中，箭头始终 指向空间同一方向，这样我们就可以很容易地发现，月面的各部分将依次朝 向地球，我们应该能看到月球的背面，显然这

6、种情况从来没有而且也永远不 会发生。所以，只有在月球的自转和绕地球转动的周期相等、方向相同（都 是反时针方向）的情况下，月球才能永远以同一面朝着地球。如果月球按顺 时针方向自转，即使和绕地球转动的周期相等，在地球上也能看到月面的各 部分。因此，月球自转一周的时间，等于一个恒星月，而月球上的一昼夜等 于一个朔望月。由于月球自转，因此在月球上也像地球一样有白天和黑夜之分。月球自 转一周的时间等于一个恒星月，因此月球上的一天（个昼夜）的时间大约 相当于地球的1个月。月球但可一个地方一个白天的时间相当于地球的近14 天，黑夜的时间也大致相当于地球的14天。宇宙的奥秘是无穷无尽的，探明宇宙的秘密一直是人

7、类永不放弃的梦想。作为中 学生,我们亦对此抱有浓厚的兴趣。在广阔无际的太空中,无疑,月球是距离地 球最近的天体,月相变化具有的周期性、规律性,在现实生活中是人们计量时间 的尺度之一。为了揭开月相变化的神秘面纱，加深对高中地理教材中"月相"这一课堂教 学重点知识的理解，同时也培养小组成员对地理的浓厚兴趣，我们选择这一课题, 目的是探究月亮圆缺变化的周期性规律，深刻理解月相产生机理、了解月相在现 实生活中所起的作用。在研究过程中,我们应用了实地观测法,查找资料法，计算机模拟实验法， 取得了一些研究成果。在经过一个月的实地观察得出来的记录材料中，我们经过讨论总结，得出以 下初步结

8、论：月相的变化以一个月为周期，具有规律性,其出现的地点与时间的 不同也表明月相的产生与太阳、地球的位置有一定的关系。带看这个初步的结论,我们通过查阅参考书，网上搜索等途径,获得了大量 的关于月相的资料，使得我们的成果更具权威性。在老师的指导下,我们经过总 结，整理,将月相变化的原因和规律总结如下：众所周知，月球是一个不发光不透明的球体,全靠反射太阳光而发亮,随看 月亮相对于地球，太阳的位置变化，就使它被太阳能照亮的一面，有时面向地球, 有时背向地球，有时面向地球的亮面部分大一些,有时小一些,这样就出现了不 同的月相，如下图：每当月球运行到太阳与地球之间，月球被太阳照亮的半球背对看地球时，人 们

9、在地球上就看不到月球，这一天称为"新月"，也叫"朔日"，这时是农历初一。过了新月，月球顺看地球自转方向运行,亮区逐渐转向地球,在地球上就可 以看到露出一丝纤细银钩似的月球,出现在西方天空，弓背朝向夕阳,这一月相 叫"蛾眉月"，这时是农历初三、四。随后,月球在天空里逐渐远离太阳,到了农历初七、八,半个亮区对看地 球，人们可以看到半个月亮（凸面向西），这一月相叫"上弦月"。当月球运行到地球的背日方向,即农历十五、十六、十七，月球的亮区全 部对看地球，我们能看到一轮圆月，这一月相称为"满月"，也叫&q

10、uot;望”。满月过后，亮区西侧开始亏缺，到农历二十二、二十三,又能看到半个月亮 （凸面向东），这一月相叫做"下弦月"。在这一期间月球日渐向太阳靠拢，半夜 时分才能从东方升起。又过四五天，月球又变成一个蛾眉形月芽，弓背朝向旭日，这一月相叫"残 月"。当月球再次运行到日地之间,月亮又回到"朔"。月相就是这样周而复始地变化看。如果用月相变化的周期（即一次月相变化 的全部过程）来计算，从新月到下一个新月,或从满月到期下一个满月,就是一 个"朔望月",时间间隔约29.53天，中国农历中一个月的长度，就是根据"朔

11、望月"确定的。月球是自西向东绕地球运行的，相对于地球来说，上半月月球是背离太阳越 走越远。此时太阳在月球西方，月球西部被太阳照亮，所以这时月球的亮面朝西。 而下半月，月球是向看太阳越走越近，太阳在月球东方，月球东部被太阳照亮， 因此这时月球亮面朝东。随着地球自西向东自转，日、月东升西落，上半月月球自西向东朝远离太 阳方向运动。上弦月时日地与月地成直角，此时A点日出是6点，对于地球上的A点来说,再转90°才见月出，于是月出就要12点，也就是月球比太阳迟升 后落5小时。同理上半月的蛾眉月、凸月、满月分别迟升后落3小时，9小时、12小时。而下半月月球自西向东朝迎向太阳的方向运动。

12、下弦月时日地与月地 也成直角，A点日出6点，则对于A点来说,月出是零点，也就是月球比太阳 早升先落6小时，同理，下半月的满月、凸月、蛾眉月比太阳分别早升先落12 小时、9小时、3小时。从上面的分析可知由于日、地、月三者位置不断产生周 期性变化，所以月球同太阳出没时差也产生周期性变化，出现了上半月月比日迟 升后落，下半月月比日早升先落的现象，也就是人们所说的农历上半月月亮上半 夜可见,农历下半月月亮下半夜可见。后记以上结论与计算机的模拟实验差不多吻合，在研究过程中，我们不可避免地 受到了天气等因素的干扰，使研究结果有所误差，但并不妨碍我们得出较为科学 的研究结论。在研究过程中，我们也收集到了许多

13、关于月球的资料,极大地丰富 了我们关于月球的知识，也算是个额外收获。其中最有意思的发现是，月球的自转周期与公转周期是相同的。这是课本教 材上不曾有的知识。因此我们明白了为什么人们始终只能看到月球的同一个面， 直到20世纪70年代,人类从没看到过月球的背面是什么样子的原因。关于月球的形状，我们了解到有一个概念叫月龄。所谓月龄或是用月数来表 示的，从新月时起算到各月相所经过的时间，例如新月后3天12小时的月龄是 3.5 ,眉月的月龄是3、望月、满月的月龄为15 ,知道了月龄,就能判断月球的 形状、出没时刻及可见方向。使用双筒望远镜和天文望远镜观察月面时,要细心观测那些月面有缺边的 月龄，经过长时间的连续观测,就可以发现即使是相同的月龄,缺边的位置也不 尽相同。长时间地观测月面,并且对边缘部分的目标进行仔细的记录比较,不难 发现月面有一种所谓的秤动现象。多亏有了月球的秤动，才使我们能够看到59%的月球表面，月球背面的41% 只有绕到月球后侧去观测了。感想通过这次研究性学习，我们小组所有成员在加深了对"月相"这一文现象 理解的同时,更重要的是