이 실험 소개
태양은 항상 달의 정확히 절반을 비춥니다. 한 달 동안 달라지는 것은 빛을 받는 반쪽 가운데 지구를 향하는 부분의 크기입니다. 위에서 본 화면에서 달을 궤도를 따라 움직이며, 29.5일 동안 초승달에서 보름달로, 다시 그믐달로 바뀌는 하늘의 모습을 살펴보세요. 주황색 호는 지구를 향하는 반쪽을 표시합니다. 이를 보면 왜 초승달과 볼록한 달이 보이는지, 그리고 왜 상현달이 해질녘 하늘 높이 떠 있는지 쉽게 알 수 있습니다.
학습 목표
- 달의 위상 변화는 지구의 그림자 때문이 아니라 태양, 지구, 달 사이의 각도가 변하기 때문에 일어난다고 설명합니다
- 8가지 달의 위상을 순서대로 말하고, 달이 차오르는 때와 기우는 때를 구분합니다
- 달의 위상과 달이 뜨는 시각, 가장 높이 뜨는 시각, 지는 시각의 관계를 설명합니다
- 남반구에서 같은 달의 위상이 반대로 보이는 이유를 설명합니다
사용 방법
- 1초승달에서 시작해 달을 궤도를 따라 천천히 드래그하세요. 주황색 호와 지구에서 본 모습을 살펴보세요.
- 28가지 달의 위상에서 각각 멈추고, 지구를 향하는 반쪽이 얼마나 빛을 받는지 설명하세요.
- 3지구상의 시간대를 이용해 보름달이 뜨는 시각과 상현달이 가장 높이 뜨는 시각을 찾아보세요.
- 4남반구로 전환해 차오르는 달의 어느 쪽이 밝게 보이는지 비교해 보세요.
모델
가정
- 달의 궤도는 지구의 궤도와 같은 평면에 있는 원으로 표시했으므로 식은 고려하지 않았습니다. 실제 달의 궤도는 약 5° 기울어져 있어 식이 매달 일어나지는 않습니다.
- 위에서 본 그림은 축척에 맞지 않습니다. 실제로 달은 지구 지름의 약 30배만큼 떨어져 있습니다.
- 월출·월몰 시각은 적도 부근 관측자를 기준으로 하며, 가장 가까운 분 단위로 반올림했습니다. 고위도 지역에서는 몇 시간 차이가 날 수 있습니다.
수업에서 해 보기
- Q1보름달일 때 달은 태양을 기준으로 지구의 반대편에 있습니다. 그런데 왜 매달 지구의 그림자에 들어가지 않을까요?
- Q2초승달은 해가 진 직후 서쪽 낮은 하늘에 보입니다. 달이 차오르는 중일까요, 아니면 이지러지는 중일까요?
- Q3낮에 달이 보일 때가 있는 이유는 무엇인가요? 어떤 위상일 때 가장 잘 보이나요?
- Q4호주의 학생과 캐나다의 학생이 각각 상현달을 촬영했습니다. 두 사진은 어떻게 다를까요?
자주 묻는 질문
달의 위상 변화는 지구의 그림자 때문에 생기나요?
아니요. 지구의 그림자는 월식이 일어날 때만 달에 드리웁니다. 달의 위상 변화는 태양이 비추는 달의 반쪽 가운데 우리가 보는 부분의 크기가 달라지기 때문에 생깁니다.
달은 지구를 27.3일 만에 공전하는데, 위상 변화 주기는 왜 29.5일인가요?
달이 지구 주위를 도는 동안 지구도 태양 주위를 공전합니다. 달이 태양을 기준으로 같은 위치로 돌아오려면 약 이틀이 더 필요합니다.
우리는 왜 항상 달의 같은 면을 보나요?
달은 지구를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간과 정확히 같은 시간 동안 자전축을 중심으로 한 바퀴 돕니다. 그래서 항상 같은 면이 우리를 향합니다. 이를 조석 고정이라고 합니다.