月球的运动

 

1 月球的公转运动

 

月球是地球的卫星,在椭圆形轨道上环绕地球公转。月球公转有以下特点:

 

(1)公转的轨道叫做“白道”,白道上的近地点距离地球中心35.64万千米,远地点距离地球中心40.67万千米,平均到地球中心的距离为38.4万千米。公转周期27天7时43分11.47秒,这是一个“恒星月”。

 

(2)白道与黄道不在一个平面内,而有5度多的交角,所以不是每逢“朔”就有日食,每逢“望”就有月食。另一方面,白道和黄道的交点不断西移,18年224日沿黄道移动一周。由于月亮向东移,交点向西移,所以月亮连续两次经过某个交点的时间间隔(称为交点月)比它连续两次经过某颗恒星的时间间隔(称为恒星月)短。具体说来,交点月是27.21天,恒星月是27.32天。

 

(3)黄道和白道两平面之间的5度8分48秒交角不是固定的,而是在5度0分1秒与5度17分35秒之间摆动,周期为173天。

 

在月球环绕地球公转的同时,地球在环绕太阳公转,所以月球的公转运动包括环绕地球的运动和随地球一道环绕太阳的运动。这两种公转运动都是自西向东的,它们共同作用的结果,使得月球每天自西向东大约移动13.20,由于这个缘故,月球每日升起的时间约推迟50分钟。

 

2 月球的圆缺位相变化

 

      “人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,此事古难全。”这是苏轼的著名词句。月亮的圆缺是因为它本身不发光,而是依靠太阳光照亮的缘故。在天文学上,把地面看到的月面部分叫做“月相”。由于月球每天东移13.2和被太阳照亮的月面不断变化,在一个朔望月中,月相有很大不同。在朔日(农历月初),月亮位于太阳和地球之间,面向地球的半个月面,照不到太阳,这时地球上看不到月亮。朔日后一两天,月亮东移了一点,太阳光照亮了月面边缘,所以地球上看到淡淡的月牙。农历初二三日,月亮又东移一点,面向地球的月面被太阳光照亮的部分多了一点,所以我们看到了娥眉月。农历初七八日,面向地球的半个月面一半被太阳照亮,这时我们看到半个月亮,这是上弦月。在望(农历十五六日)日,面向地球的半个月面都被太阳照亮,所以我们看到一轮满月。望日以后,月亮继续东移,原来被照亮的月面,因照不到阳光而逐渐变暗。到农历二十二三日,面向地球半个月面的另外半个被太阳光照亮,于是我们看到另外半个月面,这是下弦月。到农历二十五六日,太阳光照亮月面部分更少,在清晨才能见到淡淡的娥眉月。到了农历月底,面向地球的半个月面上完全照不到阳光,因此又出现到朔日的景象。

 

3 月球的自转和天平动

 

月球除了环绕地球公转以外,还在绕自转轴自转。月球自转轴与白道面交83019′的角,自转周期等于它的公转周期:27.32个平太阳日。这叫同步自转。由于同步自转,月球老是同一面对着地球。然而月球自转轴不是严格垂直于白道面的,这使它产生一定的“摆动”,所以我们不是看到50%的月球表面,而是看到59%的月球表面。这9%“多看到的”表面是月球自转轴“摆动”的结果,这种摆动叫做天平动。月球有三种天平动,一是前仰后合的摇摆,叫做纬天平动,二是左右摇摆,叫做经天平动,三是视差引起的,叫做周日天平动。 

 

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