八年级物理上人教版日食月食及月相现象浅析.docVIP

日食月食和月相现象浅析 　　自然界出现的日食、月蚀，月相的成因问题，是学生极为感兴趣的，而高中物理只在几何光学的练习题中略为提及，不能满足教学需求，因而本文作较为详细的介绍。 　　众所周知，太阳是一个自行发光的高温天体，而地球和月球则不能发光，只能反射太阳光。在太阳光下，它们背日方向，始终带有一个“影子”。由于太阳、地球和月球为体积不同的准球形天体，阳光沿直线传播，故地球和月球的影子呈圆锥形，称为影锥。如图1所示。 　 　　图中锥形阴影A是阳光完全照射不到的区域，称为“本影”。与A同轴而反向的圆锥B，称为“伪本影”，在此区域里，只能得到太阳边缘部分的光辉，而得不到中心部分的光辉。A和B的四周C区域，称为“半影”，此区域只能得到太阳某一部分光辉。实际上，伪本影也是一种特殊的“半影”。 　　从图中地球或月球的中心到本影锥尖端的???度称为本影长度。本影长度，决定于射影天体（月、地球）的半径和天体到太阳的距离：天体半径愈大，它的本影就愈长；天体距太阳愈远，本影就越长。 　　月球带着自己的影子，围绕着也带有影子的地球转动。在转动过程中，月球的影子（包括本影、伪本影和半影）在一定条件下会掠过地球朝日的半球面；月球有时也会运动到比地球的本影和半影里。前者叫日食，后者叫月食。 一、日食 月球的直径远小于地球的直径，因此月球的本影在任何时候都不会笼罩整个地球，而只能笼罩地球表面的很小一块，如图2中S部分。生活在这块地面上的人，这时完全看不到太阳，故这里发生的日全食，如图2所示，如果月球的本影长度小于月地间的距离，以致同地面相接触的不是“本影”而是月球的“伪本影”，被伪本影笼罩的地区的人只看到太阳的边缘部分，而看不到太阳的中心区域。如：位于图3中B点的人只看到太阳中虚线圆圈以外的边缘部分，故这里发生的是日环食。 　 　　在日全食和日环食地区的四周总有一个被月球半径笼罩的环形地带，这里的人只能看到太阳的某一部分：如位于图2中C点的人只能看到太阳上虚线的部分。故这里发生的是日偏食。显然在同一时间内，日偏食与日全食（或日环食）可发生在地球的不同地区；而在同一地区，在发生日全食的前后总有日偏食阶段。 　 　　由于月球的公转和地球的自转，日食地区食在地面上移动而形成日食带。在移动过程中，月球本影的尖端，相对于地面距离在不断变化着。这种变化，会导致开始阶段和终了阶段是日环食，而中间阶段是日全食的日食现象，这种日食叫日环食。有时月球影锥偏向北方或南方，地面上食带全部是偏食带，如图4所示，处于偏食带区域的人，始终只看到日偏食，地球上就没有发生日全食和日环食的地方了。 　 二、月食 如前所述，月球通过地球的本影和半影时就会形成月食。它分为本影食和半影食。本影食有分为月全食和月偏食。月食没有月环食。 　　应当明确，日食和月食都是地球上的人观察到的天文光学现象。日食是人观察被月球遮掩的太阳时所看见的现象；而这里所说的月食则是地球上的人，观察受太阳照射时的月球被地球遮挡的反光情景。因此，月食与日食不同，它的观察不决定于观察地点的不同，而决定于月球是否全部进入地球的本影。 　　月球比地球小得多，地球本影线度比月球线度大得多。档整个月球进入地球本影之内时，完全失去了阳光的照射，没有光从月球表面反射到地球上来，地球上的人当然就看不到月球了，仿佛月球被全部“吃”了一样，这就是月全食。如图5所示。如月球只是部分位于地球本影之内，使之局部失去光_明，地球上人只看到月球部分发光这就是月偏食。跟日食相似，在发生月全食前和后都有一个月偏食阶段。如果月球中心距地球本影轴线太远，就只能发生月偏食了。由于地球的本影长度远大于地、月之间的距离，落在月表面上的圆形本影区域会比月表面小，也就是说，月球不可能运动到地球本影锥的尖端附近，故不可能形成月环食。月球进入地球半影的现象就半影食。半影食的亮度比正常月球发光稍暗，故不属月食。 　 　　从以上的日食和月食现象分析对比可知： 　　(1)在地球上发生月食的时候，月球上发生的是日食；在地球上发生日食的时候，月球上看到的是填空中的地球上出现一个灰黑的圆影。 　　(2)日全食和月全食的全部过程很相同：分为偏食、场XⅢ偏食三个阶段和出亏、食既、生光和复圆四个食相。 　　(3)日食和月食的发生都有一定的条件：地球、月球和太阳基本在一条直线上。 三、月相 日食和月食都是由于太阳光被射影天体（地球、月球）遮掩后形成的影子（包括：本影、半影和伪本影）所引起的。而每月的月亮的圆缺与地球的“影子”无关。月球本身不发光，只能反射太阳光。处于阳光中的月球总是半球光明，半球黑暗。但在地球上的人看来。光明和黑暗的两部分并不总是均等的，而是在交替变化着，这种现象叫做月相。 　　月相的变化决定于两个因素：一是太阳光照射月球的力向；二是地球上人观察月球的方向。若在月球的背日方向观察月