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月相

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月球繞地球公轉衛星圖片(採集時間:2005年9月)
月球繞地球公轉衛星圖片(採集時間:2005年9月)

月相,是由地球上所觀看之月光形態。月球本身不發光,月球直接被太陽照射之部份反射太陽光,才可見發亮,其陰影部分是月球自己之陰暗面。根據天文學,月球環繞地球公轉時,地球、月球、太陽之相對位置不斷規律地變化,使觀測者從不同角度看到月球被太陽照明之部分,造成月相盈虧圓缺之變化。

月相盈虧周期平均是29.53曆法中之朔望月源於此。

概論

當地球位於月球和太陽之間時,我們可以看到整個被太陽直射的月球部分,這就是滿月。當月球位於地球和太陽之間時,我們只能看到月球不被太陽照射的部分,這就是;而當首度再見到月球明亮的部分時,稱為「新月」。當地月聯線和日月聯線正好成直角時,我們正好可以看到月球被太陽直射的部分的一半,這就是弦月(半月,因為月球亮部的圓弧如同弓柄,近似直線的黑影邊緣如弓箭的弦,故得名)。

月相的更替周期是29.53,稱為一個朔望月,它是曆法中歷月和星期的來源。這個時間比月球公轉的時間(恆星月)要長,因為當月球繞地球公轉時,地球也在繞太陽公轉,一個朔望月月球大約要繞(360+360*29.53/365.24)=389.11度(公轉只繞360度)。所以一恆星月大約為29.53 * 360 / 389.11 = 27.32天。

月相不包括由於地球遮住太陽所造成之月食。月球繞地球公轉的軌道面(白道面)與地球繞太陽公轉的軌道面(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並非完全是一條直線。當月地日之間完全是一條直線時就可以觀察到日食(新月時)或月食(滿月時)。正是由於這5度的傾斜,每月都有朔和滿月然而並非每月都有月蝕和日食。

對地球中低緯度區的觀察者來說,月球永遠是東升西落,北半球月球中天方位偏南,而南半球則偏北;而月升至月落大約都是半的時間,但若月亮在天空的期間是白晝,則通常很難被注意到[註 1]

月相的名稱

月球在各個階段的相位,依照下列的順序皆有特定的名稱:

月球主要階段的相位和中段的相位
階段 北半球 南半球 可見時段 月上中天
標準時間
平均
月出時間
平均
月落時間
北半球示意圖 南半球示意圖 圖片
(1)新月
(朔月)
肉眼完全不可見,因為月球完全在太陽的陰影內(只由地照發光,需要專門觀測方可識別 ) 0% 肉眼完全不可見,因為月球完全在太陽的陰影內(只由地照發光,需要專門觀測方可識別 ) 0% 不可見 中午 06:00 18:00
不適用
(2)眉月
(娥眉月或蛾眉月)
右側的1–49%可見 左側的1–49%可見 早上較後時間到黃昏後 15:00 09:00 21:00
(3)上弦月 右側的50%可見 左側的50%可見 下午和傍晚 18:00 中午 午夜
(4) 盈凸月 右側的51–99%可見 左側的51–99%可見 下午較後時間和晚上大部分時間 21:00 15:00 03:00
(5) 滿月
(望月)
肉眼完全可見 100% 肉眼完全可見 100% 日落到日出(整晚) 午夜 18:00 06:00
(6) 虧凸月 左側的99–51%可見 右側的99–51%可見 晚上大部分時間和清晨 03:00 21:00 09:00
(7)下弦月 左側的50%可見 右側的50%可見 晚上較後時間和早上 06:00 午夜 中午
(8)殘月 左側的49–1%可見 右側的49–1%可見 黎明前到下午早段 09:00 03:00 15:00
在北半球看見的月相,在南半球看見的每一個都會是上下左右倒置的。
在北半球看見的月相,在南半球看見的每一個都會是上下左右倒置的。

當太陽和月球對齊在地球的同一側,月球是朔,而月球朝向地球的是未被陽光照亮的一側。當月球的亮面漸增(從地球看見的明亮表面逐漸增加),月相的變化依序是朔、新月、眉月、上弦月、盈凸月、和滿月的相位,然後成為虧凸月、下弦月、殘月和晦。雖然眉月較為普通與常見,但眉月和殘月的位置是互換的,上弦月和下弦月有時也被稱為半月。

值得注意的是,從中文的語源上來說,上弦月是指農曆每月「上旬」的弦月,而不是因月相為月亮開口朝上(即假想的弓弦在上);下弦月是指農曆每月「下旬」的弦月,也不是因月亮開口朝下(即弦在下)。實際上,上、下弦月的月相也不一定如此[1]。不過,若在上半夜看到弦月,即可肯定其為上弦月;若在下半夜看到弦月,即可肯定其為下弦月,但這並非其名稱典故。

當一個被照亮一半的球體被從不同的角度觀看時,可見到的被照明區域是一個被圓和橢圓(橢圓的長軸和圓的直徑是一致的)的交集所定義的二度空間(平面)。如果半橢圓相對於半圓是凸出的,則這種形狀是凸月(凸起朝外);如果半橢圓相對於半圓是凹下的,則這種形狀是眉月或殘月(凹下朝內)。

北半球,如果月球的左邊是黑暗的,則明亮的部份會逐漸增加,同時月球會逐漸凸起(朝向滿月接近)。如果月球的右側是黑暗的,則明亮的部份會逐漸縮減,同時月球會逐漸凹陷(朝向殘月接近)。假設觀測者是在北半球(面向南方),則月球逐漸增亮的部分永遠都是右邊的部分。

月曆

2005年5-6月的月相。
2005年5-6月的月相。

曆月的平均長度是一年的1/12,大約是30.4天左右,而月球相位(朔望月)的循環周期平均是29.53天。因此,月球相位的每個階段在每個月平均都會持續的提前一天。如果你在一個月的每一天都拍攝月球的相位,從日落後的黃昏開始,然後每天延後約25分鐘拍攝,然後在日出之前的凌晨結束,你可以創建出如同圖示的2005年5月8日至2005年6月6日的完整月相複合圖。但要注意在5月20日沒有圖像,因為在5月19日晚間的子夜之前拍了一張,而下一張在5月20日晚間的子夜之後,已經是5月21日才拍攝。同樣的,如果你觀察月曆上月球出沒的時間,有時候也有某一天會被跳過去(即當天沒有月出或月沒)。當月亮在升起的時間接近某一天的子夜之前,則下一次再升起時就會在第二天子夜之後而跳過了一天(月沒和中天有是相同的狀況)。這種跳過一天的現象是人為的曆法造成的,並不是月球的行為古怪。

注釋

  1. ^ 這是因為地球由西向東自轉,大多數相對靜止的天體從地球觀之皆為東升西落,且每日地球上任一點(極地除外)向着背着該天體的時間都約為地球自轉週期(一日)的一半,因此其從東升到西落的時間即為半日。地球自轉比月球公轉快27倍以上,故姑且可視月球為相對地球靜止的星體來考慮。

參考文獻

引用

  1. ^ 牛頓量子雜誌第11期,97年9月

來源

外部連結

一般
兒童教育

參見

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