为什么上半月的月相在日落黄昏后才能看到,下半月的月相在日出黎明前能看见?为什么?

Question

为什么上半月的月相在日落黄昏后才能看到,下半月的月相在日出黎明前能看见?为什么?

Answer 1

一、什么是月相
 月亮圆缺的各种形状,叫做月相.为了加深同学们的印象,可以拿出不同形状的月相的图片展示给同学们看,让学生识记各种月相的名称.
二、为什么会产生月相
月球和地球一样,是一个不发光、不透明的球体,全靠反射太阳光而发亮,月球向着太阳的半球是明亮的,背着太阳的半球是黑暗的,月球永远分为明亮半球和黑暗半球（见图1）,图中中心天体是地球,中间一圈表示月球在公转轨道上的不同位置,总是一半亮、一半暗,外面一圈是人们在地球上看到的月相.亮半球中只有朝向地球上的部分观测者可见,背对部分则见不到.图1
三、在一个朔望月内,为什么会观察到月相有一个周期性的变化?
看图1,由于日、地、月三者位置不断发生变化,月相便有盈亏的变化.从新月到满月朝向地球的月面被太阳照亮部分逐渐增大,月球由亏转为盈.当日、地、月三者大致在一条直线上且月球居中时,月球的黑暗半球对着我们,因此看不见它,这时的月相叫“新月”或“朔”.新月以后,我们看到朝向地球的月面只有一小部分被照亮,形如蛾眉,叫“蛾眉月”,以后逐渐增大.当日、地、月三者连线成直角且月球在太阳以东时,朝向地球的月面有一半被照亮,形如半圆,叫“上弦月”.以后可见月面的大部分,这时的月相叫“凸月”.当日、地、月三者大致在一条直线上且地球居中时,朝向地球的月面整个被照亮,形状似圆,这时的月相叫“望月”或“满月”.满月以后,月球由盈转为亏,朝向地球的月面被照亮部分逐渐减少,这时的月相叫“凸月”.当日、地、月三者连线成直角且月球在太阳西面时,朝向地球的月面只有一半被照亮,叫“下弦月”.此后可看见的明亮部分更加减少,又变为蛾眉月,再重新回到“新月”.从新月到下一次出现新月,月球围绕地球转了一圈.由于月球绕地球的周期性运动,因此月相也就有了周期性的变化.
四、为什么上半月月球亮面朝西,下半月月球亮面朝东?
图2 图3
月球是自西向东绕地球运行的,相对于地球来说,上半月月球是背离太阳越走越远（见图2）.此时太阳在月球西方,月球西部被太阳照亮,所以这时月球的亮面朝西.而下半月,月球是向着太阳越走越近（见图3）,太阳在月球东方,月球东部被太阳照亮,因此这时月球亮面朝东.
五、为什么上半月月比日迟升后落,下半月月比日早升先落?
图4 图5
随着地球自西向东自转,日、月东升西落,上半月月球自西向东朝远离太阳的方向运动.上弦月时（见图4）日地与月地成直角,此时A点日出是6点,对于地球上的A点来说,再转90°才见月出,于是月出就要12点,也就是月球比太阳迟升后落6小时.同理上半月的蛾眉月、凸月、满月分别迟升后落3小时,9小时、12小时.而下半月月球自西向东朝迎向太阳的方向运动.下弦月时（见图5）日地与月地也成直角,A点日出6点,则对于A点来说,月出是零点,也就是月球比太阳早升先落6小时,同理,下半月的满月、凸月、蛾眉月比太阳分别早升先落12小时、9小时、3小时.从上面的分析可知,由于日、地、月三者位置不断产生周期性的变化,所以月球同太阳出没时差也产生了周期性的变化,出现了上半月月比日迟升后落,下半月月比日早升先落的现象.
六、为什么上半月的月相在日落黄昏后才能看到,下半月的月相在日出黎明前才能可见?
图6
 观测月相有时空条件的限制,即夜晚可见,白天不见（白天月球的亮光被太阳光芒吞噬）.面对可见,背对不见（背向月球即转到地平面以下,看不到月相）.为了方便同学们理解可出示图6.图中上半圆表示上半月,黄昏日落时各月相的相对位置.下半圆表示下半月,黎明日出时各月相的相对位置.图中的数字表示各月相相对于太阳升起的时间.人都面向南方站立.因月相只有在地平面以上可见,因此它的运动轨迹只画半圆.每种月相的升落情况用表格归纳如下：
月 相 同太阳出没比较 地球理论上能观测到该月相的时间 月出→月落 地球实际上能观测到该月相的时间 月出→月落 新月（初一） 同升同落 6时→18时 彻夜不见 0时 蛾眉月（初三、四） 迟升后落 9时→21时 18时→21时 3小时 上弦月（初七、八） 迟升后落 12时→24时 即0时 18时→24时 6小时 凸月（初十、十一） 迟升后落 15时→3时 18时→3时 9小时 满月（十五、十六） 此起彼落 18时→6时 （通宵可见） 18时→6时 12小时 凸月（十九、二十） 早升先落 21时→9时 21时→6时 9小时 下弦月（二十二、二十三） 早升先落 24时→12时 即0时 0时→6时 6小时 蛾眉月（二十六、二十七） 早升先落 3时→15时 3时→6时 3小时 从表中可以看出,上半月的各月相都是在白天升起,晚上落下.而下半月的各月相在晚上升起,白天落下.因此上半月的月相黄昏日落后可见,下半月的月相日出黎明前方能见到.