郭紅鋒

中國(guó)探月工程進(jìn)展迅速，人們對(duì)月球上的生活也越來(lái)越感興趣，許多人問(wèn)月球上有白天和黑夜嗎？回答當(dāng)然是肯定的，但要說(shuō)月亮上的一晝夜是多長(zhǎng)時(shí)間，回答正確的人就寥寥無(wú)幾了。打開(kāi)搜索網(wǎng)頁(yè)，說(shuō)月亮上一晝夜的時(shí)間是27.32天、28天、30天……回答比比皆是，其根據(jù)都是恒星月（即月球相對(duì)恒星自轉(zhuǎn)一周，同時(shí)也圍繞地球公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間周期27.32天）。但是，很少有人認(rèn)真分析—下月亮上的晝夜原因和正確的晝夜間隔時(shí)間。

我們先要給出幾個(gè)概念：

1.月亮相對(duì)恒星自轉(zhuǎn)一周（同樣也是月亮圍繞地球公轉(zhuǎn)一周）的時(shí)間周期為27.32天。

2.月相（就是月亮圓缺的變化）是因?yàn)樵铝帘砻姹惶?yáng)照亮的部分被地球人看到，又因?yàn)樵铝羾@地球轉(zhuǎn)的過(guò)程也跟隨地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，而日、地、月三者位置關(guān)系變化造成月相的變化。

3.月相變化一周（從某個(gè)月相到下一個(gè)同樣的月相，如從一個(gè)滿(mǎn)月到下一個(gè)滿(mǎn)月）的時(shí)間周期為29.53天。

4.考慮月亮總是一面對(duì)著地球，也就是在地球上我們只能看到月亮的正面。

根據(jù)以上概念，我們來(lái)分析月亮上的晝夜時(shí)間。

假設(shè)有個(gè)人在月球上正對(duì)著地球的位置，即圖1中1-1（午夜），那么他經(jīng)過(guò)2-1（早晨日出）、3-1（正午日中）、4-1（傍晚日落），然后再回到1-1（午夜），就完成了一個(gè)月亮上的晝夜交替，時(shí)間周期與地球上看到的月相周期一樣，是29.52天（此處的“天”，是地球上的時(shí)間，一天等于24小時(shí)）。

圖1中背對(duì)著地球的位置，1-2（正午日中），2-2（傍晚日落），3-2（午夜），4-2（早晨日出），經(jīng)過(guò)的晝夜時(shí)間間隔是一樣的，只是時(shí)間起始點(diǎn)不同，就如同地球上各地有時(shí)差一樣。

圖1中側(cè)對(duì)著地球的位置，1-3（早晨日出），2-3（正午日中），3-3（傍晚日落），4-3（午夜），經(jīng)過(guò)的晝夜時(shí)間間隔也是一樣的。

圖1中另一側(cè)對(duì)著地球的位置1-4（傍晚日落），2-4（午夜），3-4（早晨日出），4-4（正午日中），經(jīng)過(guò)的晝夜時(shí)間間隔也是一樣的。

月亮一邊圍繞地球轉(zhuǎn)，也跟著地球一起圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，但晝夜與月相的變化都與他們相對(duì)太陽(yáng)的位置有關(guān)，所以這種變化周期與朔望月的周期一樣（見(jiàn)圖2）。

另外，月亮運(yùn)行軌道（白道）與黃道也有一個(gè)大約5度的傾角，所以在跟隨地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的一年中，月亮上的晝夜長(zhǎng)短跟地球上一樣也有相應(yīng)的變化（但因傾角很小，變化也很?。?。

知道了月亮上的晝夜變化，你當(dāng)然可以推演出：在月亮上看，太陽(yáng)在天空中要走半個(gè)朔望月（差不多15天）才落下。而恒星呢，因?yàn)樵铝辽蠜](méi)有大氣，天空中沒(méi)有像地球那樣的散射，所以白天不對(duì)著太陽(yáng)的方向也是黑的，也可以看見(jiàn)星星。但在月亮上觀察恒星，其視運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間是27.32天（就是月亮相對(duì)恒星自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間）。這跟在地球上觀察太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)周期是24小時(shí)，恒星的視運(yùn)動(dòng)周期是23小時(shí)56分鐘，其道理是一樣的。

最奇妙的是從月亮上看地球。因?yàn)樵铝量偸且幻鎸?duì)著地球，也就是在月亮上任何一個(gè)可以看見(jiàn)地球的位置觀察地球，看到的地球都是在天空中位置不動(dòng)的，但地球有自轉(zhuǎn)，有圓缺變化（見(jiàn)圖3）。

在月亮上觀察地球圓缺變化的周期也是29.52天（參考圖1，例如在月球上1-1位置看地球是望，到2-1位置看地球是下弦，到3-1位置看地球是朔，到4-1位置看地球是上弦，再到1-1位置看地球又回到望，完成一個(gè)地球圓缺變化，周期與在地球上看月亮的朔望月周期一樣）。

最后，給同學(xué)們留下一個(gè)思考的問(wèn)題：

假如在月亮上用望遠(yuǎn)鏡觀察地球上的某一點(diǎn)（目標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)里不動(dòng)），需要什么樣的跟蹤速度？

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