关于此实验
太阳始终恰好照亮月球的一半。一个月中发生变化的是，这被照亮的一半有多少朝向地球。在俯视图中沿着轨道移动月球，观察它在天空中的形状如何在 29.5 天内从新月变为满月，再回到新月。橙色弧线标出了朝向地球的那一半。这样就很容易看出为什么我们会看到蛾眉月和凸月，以及为什么上弦月在日落时会高悬天空。
学习目标
- 说明月相变化是由太阳、地球和月球之间的角度变化引起的，而不是由地球的影子造成的
- 按顺序说出八种月相，并区分渐盈和渐亏
- 说明月相与月球升起、到达最高点和落下时间之间的关系
- 说明为什么从南半球看，同一种月相会呈现相反的方向
使用方法
- 1从新月开始，沿着轨道缓慢拖动月球。观察橙色弧线以及从地球上看到的景象。
- 2在八种月相的每一种位置停下来，并描述朝向地球的那一半有多少受到照亮。
- 3利用地球各地的时间，找出满月升起的时刻，以及上弦月升至最高点的时刻。
- 4切换到南半球，比较渐盈月的哪一侧被照亮。
模型
假设
- 这里将月球轨道简化为与地球轨道处于同一平面的圆，因此不考虑日月食。真实的月球轨道倾斜约5°，所以日月食不会每个月都发生。
- 俯视图并非按比例绘制。实际上，月球距地球约为30个地球直径。
- 月出和月落时间以赤道附近的观测者为准，并四舍五入到最近的一分钟。在高纬度地区，时间可能相差数小时。
在课堂上试试这个实验
- Q1满月时，月球位于地球相对于太阳的另一侧。为什么月球不是每个月都会进入地球的影子？
- Q2日落后不久，一弯蛾眉月低悬在西方。它是在渐盈还是渐亏？
- Q3为什么有时白天也能看到月亮？在哪些月相时最容易看到？
- Q4一名澳大利亚学生和一名加拿大学生分别拍摄了一轮上弦月。他们的照片有什么不同？
常见问题
月相是由地球的影子造成的吗？
不是。只有月食时，地球的影子才会落在月球上。月相变化是因为我们看到的、被太阳照亮的那半个月球的部分大小不同。
月球绕地球公转一周需要27.3天，为什么月相周期却需要29.5天？
月球绕地球运行时，地球也在沿轨道绕太阳运行。月球需要再多花大约两天，才能回到相对于太阳的同一位置。
为什么我们总是看到月球的同一面？
月球自转一周所用的时间，恰好等于它绕地球公转一周的时间，因此总是同一面朝向我们。这称为潮汐锁定。