下圖是物理新教材選修3-4第7頁,科學(xué)漫步中提出讓同學(xué)們思考的有趣問題。
月 相
描述自然界的許多周期性變化都會用到相位的概念。例如,從地球上看,月亮從圓到缺,又從缺到圓,這是一種周期性的變化,如圖11.2-3所示,周期為29.5d。月亮的這種圓缺變化叫做月相變化。為了便于記憶,人們還給幾個特殊的月相起了特殊的名稱:
望——滿月
下弦——恰好有半個月面是亮的
朔——這時實際上看不見月亮
上弦——恰好另半個月面是亮的
在望和下弦之間的“月芽”稱為殘月,在朔和上弦之間的“月芽”稱為新月。
你是否注意觀察過,上弦時月面的弧線在月面的東側(cè)還是在西側(cè)?上弦月出現(xiàn)在黃昏還是出現(xiàn)在黎明?
由于此問題主要涉及的是地理知識,不僅學(xué)生不會做,有部分物理教師也很難解釋清楚。為此我查閱了相關(guān)資料,現(xiàn)作出如下解釋請大家參考。
月亮圓缺的各種形狀,叫做月相。月球和地球一樣,是一個不發(fā)光、不透明的球體,全靠反射太陽光而明亮,月球向著太陽的半球是明亮的,背著太陽的半球是黑暗的,如圖1所示,圖中中心天體是地球;中間一圈表示月球在公轉(zhuǎn)軌道上的不同位置,總是一半亮、一半暗;外面 一圈是人們在地球上看到的月相。亮半球中,只有朝向地球的部分可見,背對部分則見不到。
從圖1可以了解到月球繞地球一周所出現(xiàn)的月相為:新月、峨眉月、上弦月、凸月、滿月、凸月、下弦月、峨眉月。還可以看出:上弦月月面的弧線在月面的西側(cè),出現(xiàn)在黃昏;下弦月月面的弧線在月面的東側(cè),出現(xiàn)在黎明。
月球是自西向東繞地球運行的,相對于地球來說,上半月月球是背離太陽越走越遠(見圖2)。此時太陽在月球西方,月球西部被太陽照亮,所以這時月球的亮面朝西。而下半月,月球是向著太陽越走越近(見圖2),太陽在月球東方,月球東部被太陽照亮,因此這時月球亮面朝東。(圖2中,上半圓和下半圓所示情況,人頭都是朝南的)
觀測月相有時空條件的限制,即夜晚可見,白天不見、面對可見,背對不見。圖2中上半圓表示上半月,黃昏日落時各月相的相對位置。下半圓表示下半月,黎明日出時各月相的相對位置,圖中的數(shù)字表示各月相。
照片中出現(xiàn)的情景是北方的冬季,正常情況下房屋的門是朝南的,參考圖2(上半圓)太陽和月亮都在西面可知此照片是在黃昏時拍攝的。
(欄目編輯羅琬華)