【精品】月相的成因及其变化规律11
研究性学习•研究论文
月相的成因及其变化规律 课
题
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组成员:高一(11)班 洪泽鹏、洪亮、李泽峰、姚寅生、林思翀
高一(4)班 黄晓丽
课题组长: 洪泽鹏
主导课程: 地理
指导老师: 钟道华
宇宙的奥秘是无穷无尽的,探明宇宙的秘密一直是人类永不放弃的梦想。作为中学生,我们亦对此抱有浓厚的兴趣。在广阔无际的太空中,无疑,月球是距离地球最近的天体,月相变化具有的周期性、规律性,在现实生活中是人们计量时间的尺度之一。
为了揭开月相变化的神秘面纱,加深对高中地理教材中“月相”这一课堂教学重点知识的理解,同时也培养小组成员对地理的浓厚兴趣,我们选择这一课题,目的是探究月亮圆缺变化的周期性规律,深刻理解月相产生机理、了解月相在现实生活中所起的作用。
在研究过程中,我们应用了实地观测法,查找资料法,计算机模拟实验法,取得了一些研究成果。
在经过一个月的实地观察得出来的记录材料中,我们经过讨论总结,得出以下初步结论,月相的变化以一个月为周期,具有规律性,其出现的地点与时间的不同也
表
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明月相的产生与太阳、地球的位置有一定的关系。
带着这个初步的结论,我们通过查阅参考
书
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,网上搜索等途径,获得了大量的关于月相的资料,使得我们的成果更具权威性。在老师的指导下,我们经过总结,整理,将月相变化的原因和规律总结如下,
众所周知,月球是一个不发光不透明的球体,全靠反射太阳光而发亮,随着月亮相对于地球,太阳的位置变化,就使它被太阳能照亮的一面,有时面向地球,有时背向地球,有时面向地球的亮面部分大一些,有时小一些,这样就出现了不同的月相,如下图,
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每当月球运行到太阳与地球之间,月球被太阳照亮的半球背对着地球时,人们在地球上就看不到月球,这一天称为“新月”,也叫“朔日”,这时是农历初一。
过了新月,月球顺着地球自转方向运行,亮区逐渐转向地球,在地球上就可以看到露出一丝纤细银钩似的月球,出现在西方天空,弓背朝向夕阳,这一月相叫“蛾眉月”,这时是农历初三、四。
随后,月球在天空里逐渐远离太阳,到了农历初七、八,半个亮区对着地球,人们可以看到半个月亮,凸面向西,,这一月相叫“上弦月”。
当月球运行到地球的背日方向,即农历十五、十六、十七,月球的亮区全部对着地球,我们能看到一轮圆月,这一月相称为“满月”,也叫“望”。
满月过后,亮区西侧开始亏缺,到农历二十二、二十三,又能看到半个月亮,凸面向东,,这一月相叫做“下弦月”。在这一期间月球日渐向太阳靠拢,半夜时分才能从东方升起。
又过四五天,月球又变成一个蛾眉形月芽,弓背朝向旭日,这一月相叫“残月”。
当月球再次运行到日地之间,月亮又回到“朔”。
月相就是这样周而复始地变化着。如果用月相变化的周期,即一次月相变化的全部过程,
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来计算,从新月到下一个新月,或从满月到期下一个满月,就是一个“朔望月”,时间间隔约29.53天,中国农历中一个月的长度,就是根据“朔望月”确定的。
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。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,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。
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方向运动。上弦月时日地与月地成直角,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5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
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可知由于日、地、月三者位置不断产生周期性变化,所以月球同太阳出没时差也产生周期性变化,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,也就是人们所说的农历上半月月亮上半夜可见,农历下半月月亮下半夜可见。
后记
以上结论与计算机的模拟实验差不多吻合,在研究过程中,我们不可避免地受到了天气等因素的干扰,使研究结果有所误差,但并不妨碍我们得出较为科学的研究结论。在研究过程中,我们也收集到了许多关于月球的资料,极大地丰富了我们关于月球的知识,也算是个额外收获。
其中最有意思的发现是,月球的自转周期与公转周期是相同的。这是课本教材上不曾有的知识。因此我们明白了为什么人们始终只能看到月球的同一个面,直到20世纪70年代,
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人类从没看到过月球的背面是什么样子的原因。
关于月球的形状,我们了解到有一个概念叫月龄。所谓月龄或是用月数来表示的,从新月时起算到各月相所经过的时间,例如新月后3天12小时的月龄是3.5,眉月的月龄是3、望月、满月的月龄为15,知道了月龄,就能判断月球的形状、出没时刻及可见方向。
使用双筒望远镜和天文望远镜观察月面时,要细心观测那些月面有缺边的月龄,经过长时间的连续观测,就可以发现即使是相同的月龄,缺边的位置也不尽相同。长时间地观测月面,并且对边缘部分的目标进行仔细的记录比较,不难发现月面有一种所谓的秤动现象。
多亏有了月球的秤动,才使我们能够看到59%的月球表面,月球背面的41%只有绕到月球后侧去观测了。
感想
通过这次研究性学习,我们小组所有成员在加深了对“月相”这一天文现象理解的同时,更重要的是激发了对地理课和对科学研究的兴趣,同时也掌握了不少科学研究方法,这对我们将来的学习和工作将是非常有益的。
附图, 月相概况表
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