引言
月亮是地球的衛(wèi)星，同時(shí)又是夜空中亮度最大的物體之一。自古以來，月亮就是人們青睞的對象之一。月亮的形態(tài)變化和背后的物理現(xiàn)象受到現(xiàn)代科學(xué)家們和古代觀測者們的共同關(guān)注，也引發(fā)了人們對宇宙本身的探究。在這篇文章中，我們將會(huì)探討密切關(guān)聯(lián)著月相規(guī)律的，月亮的反射和旋轉(zhuǎn)，以及它們是如何在太陽和地球之間產(chǎn)生圓圓的、或是彎曲的月相陰影的。
月球的反射
1、月亮本身的物理特性
我們都知道，月球并不是一個(gè)光源，它的亮度來源于太陽對它的光線反射。月球表面大部份都是由灰色火山巖、巖石和坑坑洼洼的撞擊坑所組成。這些巖石所反射出的光線，是由它們的表面材料的顏色和反射率決定的。正是因?yàn)?strong>月球的表面被陽光反射，使得月球在夜空中看上去像是一顆發(fā)光的天體。
2、月亮的表面和反射率
不同區(qū)域的月球表面反射率各不相同，根據(jù)這些反射率，月球被天文學(xué)家分為了多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域的特征是：顏色和反射率不同。例如，月球上一個(gè)較暗的區(qū)域叫做“海王星”，它通�？雌饋肀�月球上的其他區(qū)域要暗。而月球上稱為“雨海”的區(qū)域則是一個(gè)大而圓的區(qū)域，它看上去比月球其他地方要亮很多。月球表面從高地到低地的反射率變化很大，有些山峰比周圍平地亮很多，有些深谷的反射率又比周圍山地暗很多。
3、月亮的亮度和色相
由于月球的表面材料和顏色不同，所以在亮度和色相上有明顯的差異，具體表現(xiàn)為不同的月相。根據(jù)我們在前文中所提到的月相變化規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)，月亮所反射出的光線對觀察者而言是有周期性的。即使在一個(gè)特定的月相階段，月亮反射的光線強(qiáng)度和色調(diào)也會(huì)隨時(shí)間而變化，這是因?yàn)橛^察者的視角和時(shí)間不同所帶來的結(jié)果。
4、月亮的反射角度和光陰影
月球對太陽光的反射是一種“鏡面反射”，就好像一面鏡子反射到你的臉上的光線一樣。當(dāng)月亮處于滿月狀態(tài)時(shí)，太陽光通過大氣層的散射，使得光線到達(dá)地球的角度變得更加平直，因此我們看到的滿月會(huì)顯得特別明亮。然而當(dāng)月亮處于新月狀態(tài)時(shí)，反射角度變得陡峭，對于我們來說顯然看不到太陽反射在月亮表面的陽光。因此，在我們這個(gè)地球上，看到的“新月”其實(shí)是指相對陽光而言的月亮背面，此時(shí)沒有月相處在陽光和月球間，從而造成陰影。這就是為什么新月階段所看到的月亮是黑暗的原因。而在慶祝中國傳統(tǒng)新年時(shí)，我們看到的圓滿的月相則被許多人視為幸福和完整的象征。
月球的旋轉(zhuǎn)
1、月球的自轉(zhuǎn)
月球與地球的距離很近，它們共同組成了一個(gè)行星系統(tǒng)。月球自轉(zhuǎn)的速度慢得驚人，它的一天大約為地球上的27.3天。為什么月球的自轉(zhuǎn)速度這么慢呢？這是因?yàn)?strong>月球被地球潮汐鎖定了，也就是說太陽引擎地球內(nèi)部的引力使月球的自轉(zhuǎn)周期與其公轉(zhuǎn)周期相同。由于受到地球的引力，月球不僅可以旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也在繞著地球公轉(zhuǎn)，每個(gè)月大約會(huì)繞地球一圈。
2、月亮與地球之間的引力
地球和月球之間相互吸引的力量非常強(qiáng)大，這正是我們女性可能會(huì)因月球引起月經(jīng)周期不規(guī)律的原因。而最初，正是月球和地球的相互引力激發(fā)了地球環(huán)繞太陽的公轉(zhuǎn)，它讓我們的生命得以在藍(lán)色星球上緩慢演化，從而開啟了地球上多樣化和繁榮的生物演化史。同時(shí)每次當(dāng)?shù)厍蛏铣霈F(xiàn)滿月和新月的時(shí)候，我們可以感受到地球上的海洋表面受到了相對陽光和月球位置的引力和影響。
月相規(guī)律的產(chǎn)生和原因
1、月球朝向我們的一面被太陽照亮形成月相
月相規(guī)律的出現(xiàn)，是因?yàn)槲覀冎荒芸吹綇牡厍蚩磥?strong>月球的“正面”，而這個(gè)“正面”被陽光照亮的區(qū)域決定了我們看到的月相。當(dāng)月球朝向太陽的一面被太陽照亮直至完全照耀時(shí)，我們將會(huì)看到的是滿月，而當(dāng)月球旋轉(zhuǎn)到地球遮擋了部分太陽照耀時(shí)，我們將看到月缺。這就是月相的產(chǎn)生和變化規(guī)律的原因所在。
2、月相和月球的公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)
由于月球的自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相等，因此每一個(gè)明亮的月相狀態(tài)在地球上出現(xiàn)的時(shí)間都幾乎一樣。綜合而言，身在地球上的人類只能看到月球的正面，這是因?yàn)?strong>月球的自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相等，所以月球的正面向著地球一面。而月亮在圍繞地球公轉(zhuǎn)的過程中，其正面所接收到的陽光會(huì)不斷變化，從而導(dǎo)致我們看到的月相也不斷變化。當(dāng)月球位于地球和太陽之間時(shí)，太陽的光線會(huì)被地球擋住，月球正面被陽光照射的區(qū)域會(huì)出現(xiàn)陰影，這時(shí)我們便能看到月缺，月相的形態(tài)取決于太陽和地球之間的相對位置。而當(dāng)月球與地球之間的角度改變時(shí)，陽光照耀的區(qū)域也會(huì)相應(yīng)地變化，從而導(dǎo)致月相的變化。通過對月球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和受到陽光影響的分析，我們可以看到月相規(guī)律背后的自然科學(xué)機(jī)理。
