月相成因及其变化规律.doc

月相的成因及其变化规律 月 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进行绕地球运动的，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240万千米。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日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1700千米左右，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％，由于月球的天平动，累积起来，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外，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（一个昼夜）的时间大约相当于地球的1个月。月球任何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。 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着地球时，人们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，月球顺着地球自转方向运行，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，半个亮区对着地球，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，月球的亮区全部对着地球，我们能看到一轮圆月，这一月相称为“满月”，也叫“望”。 满月