月相、月食和日食的區別和聯繫（科普）

02-07

這幾天，高三的物理一輪複習，複習到了選修3-4的光學部分，一般的考試是反射、折射，但是我還喜歡講講鏡面反射、小孔成像和光的直線傳播。

要談光的直線傳播，那就避免不了要談日食和月食。

我們往往搞不清日食、月食和月相的差別，許多人忘了這個東西，也許有心想了解一下，所以我就花點時間，好為人師了唄！

有人以為太陽地球月球是這樣的：

這是個側視圖，你要知道，太陽的直徑為地球的109倍,是月球的400倍.

太陽的體積是地球的130萬倍,上圖的比例嚴重失真！

下面這個略微真實一點，仍然非常失真！

日地距離約為太陽直徑的一百倍，你看這個圖，非常失真對不對？一百倍啊！！這圖裡面日地距離只有太遠直徑的兩倍！

地球和月球的距離約為38萬公里，而地球半徑6400公里，即：地球和月球的距離為地球直徑的30倍。

總之，就是說，月球和地球的距離很遠，地球和太陽的距離也非常遠，尤其是相對於他們自身的尺寸來說，顯得更遠，所以很難有三者完全共線的機會。

不鋪墊了，感覺半節課過去了，還沒有進入正題啊，可是作為老師，我倒是認為前面的鋪墊是很有必要的！！抱歉！

LOOK

選取地球繞太陽公轉一個月的場景圖，在這一個月內，地球公轉了小小的30°，每天自轉一圈，月球繞地球倒是歡快地公轉了一整圈。

可以認為在一個月的時間內，地球的位置變化不大，地球每天自轉一圈並不影響太陽光的方向。注意：月地距離其實是地球直徑的30倍，不要忘了，所以上面的圖很失真的，地球是很難遮擋住太陽給予月球的照射的，那怕月球在三點連線的最外側！

接下來，我們可以看看下圖：

月球並不發光，地球上的人，能看到的月球亮的部分，取決於什麼呢？

月球總是只能有一半被太陽照亮，但是，地球上的人，由於日月地的位置「擺放」不同，能看到的被照亮的部分，是不太一樣的，這就是出現月相的根本原因。

在上圖中，月球的右半側始終是亮的，

然而三者的位置排列，導致地球上的人，在初一的時候，看不到月球亮的右側，只看到了月球暗的左側，暗，就看不見了。

月球是個立體球體，你可以找個籃球，半球塗色，默認為被太陽照亮的那一側，

然後繞自己轉一圈，轉動過程中，塗色的那一面的朝向，不要改變，

這樣就能比較方便的看出，在初一，你看不到塗色的那一邊；

在陰曆七八，你可以看到的是半球狀；

而在十五，十六，你可以看到整個塗色的板塊，看起來就是一個正圓。（地月距離很大，所以地球很難遮擋住太陽對月球的照射）

……

務必親自操作一下啊！！人類的腦洞雖然很大，但有些東西要具體化擺出來才能接受，操作過程中要時刻記得，月球是立體的，立體的，立體的！

以上初略地談了月相，只是入門級的談談，至於上弦月，下弦月，有一些口訣，可以自己去體會。

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（方便記憶）：上上上西西、下下下東東——意思是：上弦月出現在農曆月的上半月的上半夜，月面朝西，位於西半天空（凹的一面朝東）；下弦月出現在農曆月的下半月的下半夜，月面朝東（凹的一面朝西），位於東半天空。

再說說月食日食，

其實從月相的幾個圖中，我們可以得出，初一或者十五，是發生月食和日食的機會！

理論上，每個月的十五，就是地球遮住太陽光，導致月球沒有被太陽光照亮，每個月就會發生一次月食。

很多神話故事都說的，月圓之夜，發生月食。

然而實際上，一年一般只有兩三次左右，而且還多是月偏食，

這是因為黃道（太陽軌跡）與白道（月球軌跡）之間有一個5度多一點的夾角，所以多數時候月球即使與太陽和地球處在一條直線上，但月球是在地球陰影的上面或下面，不會鑽到地日連線的陰影中，所以不會發生月食。所以月食平均每年只發生兩次，多的時候三次，少的時候一次也沒有。

根據光的直線傳播，你們可以畫出這個圖來。

如果十五六的，月球運行到圖中半影區域，這個其實也是月食，然而月球的光照改變非常少，不易察覺，所以一般的定義就不認為這是月食（悲催）。

只有當月球部分走到本影區，才算月偏食，全部走進去，才算月全食。

由於前文中提到的，日月地的距離相比於各自尺寸是很大的，所以這種偏食和全食的狀態，是轉瞬即逝的。

在月球軌道處，地球的本影的直徑相當於月球直徑的2.5倍。當月球始終只有部分為地球本影遮住時，就發生月偏食。而當月球全部進入地球本影時就可以看到月全食。如果月球進入半影區域，太陽的光也可以被遮掩掉一些，這種現象在天文上稱為半影月食，但由於在半影區陽光仍十分強烈，多數情況下半影月食不容易用肉眼分辨，然而事實上半影月食是經常發生的。

忘了說，月食的時候，據說因為距離方面的一些引力變化，導致潮汐啊地震啊，格外比平時活躍一點，所以，滿月之夜，非特殊情況，不要出門哈哈。

最後，耐心的同學，我相信你們看了前文，已經可以自己推到出，

日食，發生在每月的什麼時間了，對不對？

加油！！

！

答案是，

初一

，這時候地球，月球，太遠，位於一條直線上，月球位於日地的連線中間某點。

由於太陽最大，地球第二，月球最小，

半影區不算日食，本影區才算，所以能看到日食的機會並不多啊，加上一般人，沒事兩個人一起看看月亮，誰會看太陽有沒有缺個角呢，所以，日食顯得更少一些了。

日環食。

日偏食

屬於簡單的科普，不知道大家看完這篇「短文」，有沒有搞清楚月相，月食和日食的區別和關係，如果沒有明白，那真的是怪我沒有講清楚了, 慚愧。

謝謝。