關於此實驗
太陽始終恰好照亮月球的一半。一個月中發生變化的是，這被照亮的一半有多少朝向地球。在俯視圖中沿著軌道移動月球，觀察它在天空中的形狀如何在 29.5 天內從新月變為滿月，再回到新月。橘色弧線標出了朝向地球的那一半。這樣就很容易看出為什麼我們會看到眉月和凸月，以及為什麼上弦月在日落時會高掛天空。
學習目標
- 說明月相變化是由太陽、地球和月球之間的角度變化引起的，而不是由地球的影子造成的
- 依序說出八種月相，並區分漸盈和漸虧
- 說明月相與月球升起、到達最高點和落下時間之間的關係
- 說明為什麼從南半球看，同一種月相會呈現相反的方向
使用方法
- 1從新月開始，沿著軌道緩慢拖曳月球。觀察橘色弧線以及從地球上看到的景象。
- 2在八種月相的每一種位置停下來，並描述朝向地球的那一半有多少受到照亮。
- 3利用地球各地的時間，找出滿月升起的時刻，以及上弦月升至最高點的時刻。
- 4切換到南半球，比較漸盈月的哪一側被照亮。
模型
假設
- 此處將月球軌道簡化為與地球軌道位於同一平面的圓，因此不考慮日月食。真實的月球軌道傾斜約5°，所以日月食不會每個月都發生。
- 俯視圖並非按比例繪製。實際上，月球距離地球約為30個地球直徑。
- 月出和月落時間以赤道附近的觀測者為準，並四捨五入至最接近的一分鐘。在高緯度地區，時間可能相差數小時。
在課堂上試試這個實驗
- Q1滿月時，月球位於地球相對於太陽的另一側。為什麼月球不是每個月都會進入地球的影子？
- Q2日落後不久，一彎蛾眉月低掛在西方。它是在漸盈還是漸虧？
- Q3為什麼有時白天也看得到月亮？在哪些月相時最容易看到？
- Q4一名澳洲學生和一名加拿大學生分別拍攝了一輪上弦月。他們的照片有什麼不同？
常見問題
月相是由地球的影子造成的嗎？
不是。只有月食時，地球的影子才會落在月球上。月相變化是因為我們看到的、被太陽照亮的那半個月球的部分大小不同。
月球繞地球公轉一周需要27.3天，為什麼月相週期卻需要29.5天？
月球繞地球運行時，地球也沿著軌道繞太陽運行。月球需要再多花大約兩天，才能回到相對於太陽的相同位置。
為什麼我們總是看到月球的同一面？
月球自轉一周所需的時間，恰好等於它繞地球公轉一周的時間，因此總是同一面朝向我們。這稱為潮汐鎖定。