月亮月相變化觀察記錄

　　月相，天文學(xué)術(shù)語。是天文學(xué)中對于地球上看到的月球被太陽照明部分的稱呼。隨著月亮每天在星空中自西向東移動一大段距離，它的形狀也在不斷地變化著，這就是月亮位相變化，叫做月相。以下是小編整理的月亮月相變化觀察記錄，歡迎閱讀！

　　關(guān)于月相變化對學(xué)生的粗淺解釋

　　如果不考慮地球圍繞太陽的轉(zhuǎn)動，單純計算月亮繞地球旋轉(zhuǎn)一周的時間，那只是27天7小時43分11秒。（這是由于在月亮繞地球轉(zhuǎn)動過程中，途徑28組恒星星座，作為月亮運行位置的記錄，每組恒星各有名目，通稱28宿（宮）。月亮每天運行一宿，近28天正好實際繞行地球一周）那么，為什么一朔望月時間會是29天多呢？

　　現(xiàn)在，以月的合朔日為起點加以說明：我們知道，月亮的合朔是太陽、月亮、地球三者正處于一條直線上，月亮居于太陽和地球中間，背向地球，人們絲毫看不見月亮的時候。這時假設(shè)地球停止繞日公轉(zhuǎn)，那么，月亮繞地球一周后再回到相對地球的這一位置時，就是27天7小時43分11秒。這一長度叫做“恒星月”。但是，在月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動時，地球也在圍繞太陽轉(zhuǎn)動，當(dāng)月亮行走27天多，又回到上月合朔時相對地球的那一位置時，月亮已不再居于太陽與地球的直線之間了，因地球的向前運動已使原來相對月亮、太陽的位置向前移動，脫離開太陽與地球的連線，形成了一段距離。月亮只能繼續(xù)向前運動，走過這段距離，再達(dá)到太陽與地球新的連線的時候，才能再形成新的合朔，這段距離需要1～2日的時間，也就是所謂的一、二隱日。因而，月亮有28顯日，其后，還有1～2日的隱日。

　　月相變化歌

　　初一新月不可見，只緣身陷日地中。初七初八上弦月，半輪圓月（半明半暗）面朝西。滿月出在十五六，地球一肩挑日月。二十二三下弦月，月面朝東下半夜。

　　一個口訣：“上上上西西、下下下東東”——意思是：上弦月出現(xiàn)在農(nóng)歷月的上半月的上半夜（黃昏至午夜可見），月球亮面朝西，位于西半天空，月相變化由缺到圓；下弦月出現(xiàn)在農(nóng)歷月的下半月的下半夜（午夜至清晨可見），月球亮面朝東，位于東半天空，月相變化由圓到缺。

　　模擬實驗方法：（有待推敲，因為這樣的做法有“地球繞著月球跑”的嫌疑）

　　1、將籃球的一半用黑布、一半用白布貼起來（可分別用黑色和白色塑料袋做材料）；

　　2、將黑板所在一面墻壁作為陽光照射來的方向；

　　3、將一張較大的白紙或KT板裁剪成圓形，圓周上均勻標(biāo)注“1—8”八個數(shù)字，表示8個觀察角度（其實代表八個日期值）；

　　4、將籃球當(dāng)做月球（可放在大燒杯口上以保持穩(wěn)定）擺放在圓形紙的中心，白色一面表示被太陽光照亮，要始終對著黑板所在面的墻壁；

　　5、實驗小組成員從一號到最后一號（每組不超過8人）依次對應(yīng)坐在圓周邊相應(yīng)的數(shù)字前，從不同觀察并在記錄表中畫出所見月相，然后按逆時針方向逐一換到不同的位置觀察，再畫出所見的月相。

　　6、結(jié)合生活中的經(jīng)驗，判斷各觀察位置上所見月相的大概時間。

　　7、小組內(nèi)討論交流并總結(jié)上、下半月月相變化的規(guī)律。

　　月相模擬記錄表 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 月相 農(nóng)歷 時間

　　友情提醒：不可見的部分用鉛筆涂黑

　　思考：

　　1、上半月的月相變化有什么規(guī)律？

　　2、下半月的月相變化有什么規(guī)律？

　　為什么月球公轉(zhuǎn)周期與月相變化周期不同

　　月相的變化周期是29.5天，這就是一個陰歷月，為什么月球繞地球公轉(zhuǎn)周期卻是27.3天呢？

　　為了便于理解，我們就分兩步來分析。先假設(shè)地球相對太陽的位置不變，即地球不繞太陽公轉(zhuǎn)，在地球不做公轉(zhuǎn)運動的情況下，月球公轉(zhuǎn)周期等于月相的變化周期。

　　但是，地球畢竟是要繞太陽公轉(zhuǎn)的，當(dāng)月球繞地球公轉(zhuǎn)一周時，地球與太陽的相對位置已發(fā)生了變化，此時雖然月球已經(jīng)繞地球轉(zhuǎn)了一周，但此時的月相卻還沒達(dá)到滿月，即月相變化還沒有完成一個周期，還得再需要一段時間才行，由此可見，月相變化周期大于月球公轉(zhuǎn)周期。兩者是不等的。

　　那么，兩者之間相差幾天呢？我們能否根據(jù)已知的地球公轉(zhuǎn)周期為365天和已知的月相變化周期為29.5天來計算月球的公轉(zhuǎn)周期呢？其實，利用勻速圓周運動模型很容易計算出來。

　　已知：地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T地球=365天，月相的變化周期為T月相=29.5天。

　　求：月球的公轉(zhuǎn)周期T月球。

　　解：所示，月球從位置1到位置2所用時間即是我們所要求的月球的公轉(zhuǎn)周期T月球，月球從位置1到位置3所用時間即是月相變化周期T月相，

　　所以α=ω地球T月相=（2π/T地球）T月相，β=ω月球（T月相—T月球）=（2π/T月球）（T月相—T月球）=2π（T月相/T月球—1）。顯然，α=β。由此即可解出月球的公轉(zhuǎn)周期為：

　　T月球=T地球T月相/（T地球+T月相）=365×29.5/（365+29.5）≈27.3天。

　　可見，雖然月圓月缺是由月球繞地球公轉(zhuǎn)引起的，但月球的公轉(zhuǎn)周期卻不等于月相的變化周期29.5天，而是27.3天。

　　知識補充：質(zhì)點沿圓周運動，如果在任意相等的時間里通過的圓弧長度都相等，這種運動就叫做“勻速圓周運動”，亦稱“勻速率圓周運動”。

　　計算公式：

　　1、v（線速度）=ΔS/Δt=2πr/T=ωr=2πrf（S代表弧長，t代表時間，r代表半徑，f代表頻率）

　　2、ω（角速度）=Δθ/Δt=2π/T=2πn（θ表示角度或者弧度）

　　3、T（周期）=2πr/v=2π/ω

　　4、n（轉(zhuǎn)速）=1/T=v/2πr=ω/2π

　　5、Fn（向心力）=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2

　　6、an（向心加速度）=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2

　　7、vmax=√gr（過最高點時的條件）

　　8、fmin（過最高點時的對桿的壓力）=mg—√gr（有桿支撐）

　　9、fmax（過最低點時的對桿的拉力）=mg+√gr（有桿）

　　已知公轉(zhuǎn)周期推算月相周期

　　地球公轉(zhuǎn)周期是365天，月球公轉(zhuǎn)周期是27.3天，為何月相周期是29.5天？解決這個問題首先解決三個周期的概念。

　　地球公轉(zhuǎn)及周期：

　　地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周所需要的時間，就是地球公轉(zhuǎn)周期。地球上的觀測者，觀測到太陽在黃道上連續(xù)經(jīng)過某一點的時間間隔，就是一“年”。由于所選取的參考點不同，則“年”的長度也不同。常用的周期單位有恒星年、回歸年和近點年，通常采用的是回歸年365.2天近似認(rèn)為365天。

　　月球公轉(zhuǎn)及周期

　　與地球的公轉(zhuǎn)相比，月球繞地球公轉(zhuǎn)可以直接被我們觀測到，所劃出的軌跡就是它的公轉(zhuǎn)軌道，也就是我們通常所說的白道。公轉(zhuǎn)的周期為27.3天。

　　月相變化及周期

　　月相的變化依次為新月（初一）→娥眉月→上弦月（初七、初八）→凸月→滿月（十五，十六）→凸月→下弦月（二十二、二十三）→娥眉月→新月。月球繞地球公轉(zhuǎn)一周，月相由朔到下一次朔所經(jīng)歷的時間間隔，即月相變化的周期，叫做朔望月，周期為29.5天。

　　假定某日滿月開始地球月球位置為A、B，經(jīng)月球公轉(zhuǎn)一個周期27.3天后分別運動到C、D位置（疑惑：地球到C點時，月球一定要在AB的水平線CD上的D點嗎？），此時，地球經(jīng)過27。3天公轉(zhuǎn)的'度數(shù)x為：x/27.3=360/365.2（x=26.9°）

　　而對于月相變化，月球必須繼續(xù)運動到E位置才是一個月相周期。此時，月球達(dá)到E點所需要的天數(shù)y為：y/26.9°=27.3/360°（y=2.04天）所以月相周期為：27.3+2.04=29.34

　　由于月球是跟隨地球自西向東運行的，所以月食是從東邊開始的，與日食相反。

　　認(rèn)識日食的成因：

　　日食時，太陽被遮住的部分總是從西邊開始，慢慢向東移動。這說明擋住太陽的這個天體是自西向東運動的。

　　認(rèn)識月食的成因：

　　日食或月食的發(fā)生的周期叫做沙羅周期，是古代巴比倫人所發(fā)現(xiàn)。

　　月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道面（白道面）與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道面（黃道面）之間有5度夾角，因此新月或滿月時月地日之間往往并非完全是一條直線。當(dāng)月地日之間完全是一條直線時就可以觀察到日蝕（新月時）或月蝕（滿月時）。正是由于這5度的傾斜，每月都有朔和滿月然而并非每月都有月蝕和日蝕。

　　拓展延續(xù)

　　月相變化

　　當(dāng)?shù)厍蛭挥谠虑蚝吞�陽之間時，我們可以看到整個被太陽直射的月球部分，這就是滿月。當(dāng)月球位于地球和太陽之間時，我們只能看到月球不被太陽照射的部分，這就是朔月；而當(dāng)首度再見到月球明亮的部分時，稱為“新月”。當(dāng)?shù)卦侣?lián)線和日地聯(lián)線正好成直角時，我們正好可以看到月球被太陽直射的部分的一半，這就是上弦月。

　　月相的更替周期是29.53天，稱為一個朔望月，它是歷法中歷月和星期的來源。這個時間比月球公轉(zhuǎn)的時間（恒星月）要長，因為當(dāng)月球繞地球公轉(zhuǎn)時，地球也在繞太陽公轉(zhuǎn)，一個朔望月月球大約要繞（360+360*29.53/365.24）=389.11度（公轉(zhuǎn)只繞360度）。所以一恒星月大約為29.53 * 360 / 389.11 = 27.32天。

　　月相變化的順序是：新月——娥眉月——上弦月——盈凸——滿月 ——虧凸——下弦月——殘月——新月，就這樣循環(huán)，月相變化是周期性的，周期大約是一個月。

　　產(chǎn)生原因

　　由于月球本身不發(fā)光也不透明，在太陽光照射下，向著太陽的半個球面是亮區(qū)，另半個球面是暗區(qū)(被自己擋住的)。隨著月球相對于地球和太陽的位置變化，就使它被太陽照亮的一面有時對向地球，有時背向地球；有時對向地球的亮面部分大一些，有時小一些，這樣就出現(xiàn)了不同的月相。

　　可以簡單的歸納為兩條：

　　1、月球不發(fā)光，不透明。

　　2、與月、地、日三者的相對位置有關(guān)。

　　月相周期變化

　　新月

　　約在農(nóng)歷每月三十或初一，月球位于太陽和地球之間。地球上的人們正好看到月球背離太陽的面，因而在地球上看不見月亮，稱為新月或朔，這時是農(nóng)歷初一。此月相與太陽同升同落，只有在日食時才可覺察它的存在。

　　蛾眉月

　　新月過后，月球向東繞地球公轉(zhuǎn)，從而使月球離開地球和太陽中間而向東邊偏了一些。月球被太陽照亮的半個月面朝西，地球上可看到其中呈鐮刀形的一部分，稱為蛾眉月，這時是農(nóng)歷初三、四。蛾眉月日出后月出，日落后月落，與太陽同在天空，在明亮的天空中，故看不到月相。只有當(dāng)太陽落山后的一段時間和能在西方天空看到蛾眉月。

　　上弦月

　　約在農(nóng)歷每月初七、初八，月球繞地球繼續(xù)向東運行，月地連線與日地連線成90度。地球上的觀察者正好看到月球是西半邊亮，呈半圓形叫上弦月。假設(shè)觀察者位于北半球中緯度，則上弦月約正午月出，黃昏時，它出現(xiàn)在正南天空，子夜從西方落入地平線之下。

　　盈凸

　　約在農(nóng)歷每月十一、十二，在地球上的觀察者看到月球西邊被太陽照亮部分大于一半，即為凸月。凸月正午后月出，黃昏時在東南部天空，月面朝西，然后繼續(xù)西行，黎明前從西方地平線落下，大半晚可見。

　　滿月

　　農(nóng)歷每月十五、十六，月球運行到地球的外側(cè)，即太陽、月球位于地球的兩側(cè)。由于白道面與黃道有一夾角，通常情況下，地球不能遮擋住日光，月球亮面全部對著地球，稱為滿月或望。

　　虧凸

　　農(nóng)歷十六到-農(nóng)歷二十二左右，滿月以后，亮區(qū)西側(cè)開始虧缺。此時的月相稱為虧凸月

　　下弦月

　　農(nóng)歷每月二十二、二十三，太陽、地球和月球之間的相對位置再次變成直角，月球在日地連線的西邊90度。這時我們看到月球東半邊亮呈半圓形，月面朝東，稱為下弦月。它在子夜時升起在東方地平線上，黎明日出時高懸于南方天空，正午時從西方地平線落下，下半晚可見。

　　殘月

　　農(nóng)歷二十四左右—月末。

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