关于月亮的科学知识

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月球是地球唯一的天然卫星，是距离我们最近的天体 ，它与地球的平均距离约为384401千米 。它的平均直径约为3476千米
，比地球直径的1/4稍大些。月球的表面积有3800万平方千米，还不如我们亚洲的面积大
。月球的质量约7350亿亿吨 ，相当于地球质量的1/81
，月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。 月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转 。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”
。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黄道面 ，而且空间位置不断变化。 公转周期27.32日 。 表面的最低温度是－183摄氏度
。 月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转
，周期27.32166日，正好是一个 恒星月 ，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转
”
，几乎是卫星世界的普遍规律 。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果
。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因： 1.在椭圆轨道的不同部分 ，自转速度与公转角速度不匹配 。 2.白道与赤道的交角
。 月球的物理状况---月面的地形主要有： 环形山 这个名字是伽利略叫的。它是月面的显著特征，几乎布满了整个月面 。 最大的环形山是南极附近的贝利环行山
，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环行山甚至可能是一个几十厘米的坑洞
。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10% 。 有个日本学者1969年提出一个环形山分类法 ，分为克拉维型（古老的环形山
，一般都 面目全非，有的还山中有山）哥白尼型（年轻的环形山 ，常有“辐射纹”
，内壁一般带有同心圆状的段丘，中央一般有中央峰）阿基米德形（环壁较低 ，可能从哥白尼型演变而来 ）碗型和酒窝型（小型环形山
，有的直径不到一米）
。 月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因，这个名不副实的名称保留到了现在 。 已确定的月海有22个 ，此外还有些地形称为“月湖 ”或“类月海
”的
。公认的22 个绝大多数分布在月球正面。背面有3个
，4个在边缘地区 。在正面的月海面积略大于50%，其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里 ，差不多九个法国的面积总和
。 大多数月海大致呈圆形，椭圆形
，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。除了“海 ”以外 ，还有五个地形与之类似的“湖
”----梦湖、死湖 、夏湖、秋湖
、春湖
，但有的湖比海还大，比如梦湖面积7万平方千米 ，比汽海等还大得多 。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼 ”
，都分布在正面
。湾有五个：露湾、暑湾 、中央湾
、虹湾、眉月湾；沼有腐沼 、疫沼
、梦沼三个，其实沼和湾没什么区别。 月海的地势一般较低 ，类似地球上的盆地
，月海比月球平均水准面低1-2千米，个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米 。月面的返照率（一种量度反射太阳光本领的物理量）也比较低 ，因而看起来现得较黑。 月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆
，它一般比月海水准面高2-3千米，由于它返照率高 ，因而看来比较明亮
。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等。 但在月球背面
，月陆的面积要比月海大得多 。 从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征
。 在月球上 ，除了犬牙交差的众多环形山外
，也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上的山脉常借用地球上的山脉名，如阿尔卑斯山脉 ，高加索山脉等等
，其中最长的山脉为亚平宁山脉，绵延1000千米 ，但高度不过比月海水准面高三
，四千米 。 山脉上也有些峻岭山峰，过去对它们的高度估计偏高
。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿 ，最高的山峰（亦在月球南极附近）也不过9000米和8000米。 月面上6000米以上的山峰有6个
，5000-6000米20个，4000-5000米则有80个 ，1000米以 上的有200个 。 月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大
，有时 为断崖状，另一侧则相当平缓
。 除了山脉和山群外 ，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中
，这种峭壁也称“月堑
” 。 月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹 ”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带 ，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山
。 辐射文长度和亮度不一
，最引人注目的是第谷环形山的辐射纹，最长的一条长1800千米 ，满月时尤为壮观。其次
，哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹 。据统计，具有辐射纹的环形山有50个。 形成辐射纹的原因至今未有定论
。实质上 ，它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说
，认为在没有大气和引力很小的月球上，陨星撞击可能使高温碎块飞得很远 。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用 ，火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状
。 月谷（月隙） 地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷
，它们有的绵延几百到上千千米，宽度从几千米到几十千米不等 。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区 ，而那些较窄 、较小的月谷（有时又称为月溪）则到处都有
。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷
，它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断，很是壮观。从太空拍得的照片估计 ，它长达130千米
，宽10-12千米 。 月亮本身运动方向是自西向东绕地球公转的，所以本该是西升东落
。但是 ，由于地球的自转方向也是自西向东
，所以给我们造成的实际视觉效果就成了月球的东升西落了。

物质介绍

月球俗称月亮，也称太阴 。月球的年龄大约也是46亿年 ，它与地球形影相随
，关系密切
。月球也有壳
、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里 。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核 ，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的
。月球直径约3476公里
，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨 ，相当于地球质量的1/81
，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6 。 月球上面有阴暗的部分和明亮的区域
。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖 ，因此把它们称为“ 海 
”。著名的有云海 、湿海
、静海等 。而明亮的部分是山脉
，那里层峦叠嶂，山脉纵横 ，到处都是星罗棋布的环形山
。位于南极附近的贝利环形山直径295公里
，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米 。除了环形山 ，月面上也有普通的山脉
。高山和深谷叠现
，别有一番风光。 月球的正面永远向着地球 。另一方面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外 ，月球的背面绝大部分不能从地球看见
。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。 月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征 。而当探测器运行至月球背面时
，它将无法与地球直接通讯。

表面温度(t) -233~123℃ （平均-23℃） 大气压 1.3×10-10 千帕 月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度 ，即与月面的视直径相若
。与其他卫星不同
，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。 相对于背景星空 ，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月 。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间
，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离
。 因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，我们只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期 ，月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢
，这个过程称为潮汐锁定 。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量 ，其结果是月球以每年约38 毫米的速度远离地球
。同时地球的自转越来越慢
，一天的长度每年变长15 微秒。 月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一 。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格
。由于月球轨道为椭圆形 ，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度
，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反 ，当月处于远日点时
，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动 。又由于月球轨道倾斜于地球赤道 ，因此月球在星空中移动时
，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动
。再者 ，由于月球距离地球只有60地球半径之遥
，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移 ，可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动 。 严格来说
，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下 ，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般
。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。 很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化 。其实
，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星（即月球）本身的轨道面
。在这个定义习惯很适合一般情况（例如人造卫星的轨道）而且是数值相当固定的 ，但月球却非如此。

月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145 396°的夹角
，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角 。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起 ，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动）
，每6793.5天（18.5966年）完成一周
。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之间变化。同样地 ，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°） 。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角
，使它出现±0.002 56°的摆动，称为章动
。 白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时 ，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时
，便会发生月食；

编辑本段基本特征

月球渐离地球

月球以每年三厘米的速度远离地球，十亿年前 ，它和地球的距离只有现在的一半长 。 月球目前距离地球大约60倍地球半径
。但是，由于在地球和月球之间的潮汐力的影响
，月球正以每年约3厘米的速度慢离地球远去。另一方面，地球的自转速度也逐渐变慢. 也就是说 ，以前月球比现在更靠近地球
，而地球的自转速度比现在更快 。 证据就在科学家发现的“二枚贝 ”化石上。二枚贝的成长速度会随着潮汐的涨落而变化，一边成长一边形成树木年轮一样的条纹 ，条纹数量和宽度依潮湿的大小而异
。根据这些条文数量和宽度
，科学家发现，大约5亿年前 ，地球一天只有21小时
，1年有410天。

月球的构造

据猜想，月球可能是空心的 。月球是冰行星 ，可能在与地球擦过时被地球吸引
，有了轨道
。在探测月球时，发现 ，在被地球吸引时，表面开裂
，水倾斜而出，导致地球的“诺亚洪水” ，后来月核填补了此开裂
，月球从此无核。再有，月球的平均密度比地球小 ，说明月球内部有大量空气存在 。但这一理论有待深入考察
。

月球的运动与月相

月相定义 随着月亮每天在星空中自西向东移动一大段距离
，它的形状也在不断地变化着，这就是月亮位相变化 ，叫做月相。月相是天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼 。 月球绕地球运动
，使太阳、地球 、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动
。地球上的人所看到的、被太阳光照亮的月球部分的形状也有规律地变化，从而产生了月相的变化。另一个原因是月球不发光
、不透明 。 月球环绕地球旋转时 ，地球、月球 、太阳之间的相对位置不断地变化
。因为月球本身不发光
，月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光 。我们从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分，这就是月相的来源。月相不是由于地球遮住太阳所造成的（这是月食） ，而是由于我们只能看到月球上被太阳照到发光的那一部分所造成的，其阴影部分是月球自己的阴暗面
。 月相成因 因月球靠反射阳光发亮
，它与太阳相对位置不同（黄经差），便会呈现出各种形状。如图所示 ，在位置a
，日月黄经差为0°，即称朔或新月 ，这时月球以黑暗面朝向地球
，且与太阳几乎同时出没，故地面上无法见到；c时黄经差90°称上弦 ，半月形出现在上半夜的西边夜空中；e时黄经差180°
，即是望或称满月，一轮明月整夜可见；g为下弦 ，黄经差270°
，这时的半月只在下半夜出现于东半天空中 。朔望盈亏的周期称朔望月，长约29.53059日
。 月球的运动 月球绕地球旋转叫月球的公转。月球的运动是自西向东的 ，它的轨道同所有天体的轨道一样也是椭圆状的，距地球最近的一点叫近地点
，而离地球最远的那一点叫远地点 。月亮向西运动的证据是它每次西沉的时刻平均要推迟49分钟，若相对恒星来说 ，它的运动周期约27.3天
，即在此时间内，它在空间运转3600； 但与此同时地球也一直不停地绕日运转 ，因此月亮要完成它的一个相位周期
，即从新月开始经满月又回到新月就应再增2天多，共计约29.53天
。 因此月亮的恒星运动周期约27.3天 ，叫恒星月；而相对日地联线的运动周期约29.53天
，叫朔望月；朔望月便是月份的依据。 从地球眺望月亮，似乎觉得月球并没有自转 ，因为它总是以同一面向着地球的
，因为总是看到同样的斑点，即“吴刚砍伐桂树
”；其实这一点正说明月球在自转 ，其自转周期恰好与它的公转周期相等：假设月亮公转与自转相等，当月球经过它的轨道的四分之一时
，它本身也自转了900的弧，此时月球上的斑点这恰好正对着地球了；反之 ，倘若月球不自转
，那么从地球上看月亮的斑点，它将每月转动一周 ，就不会总是看到月球上同样的斑点 。 月相更替 月球的表面是由岩石和尘土构成的
，它和地球一样自己不会发光，因此我们看到的月亮相位是月亮反射阳光的部分 ，自新月开始
，相位在一个太阴月内的变化次序是：新月
、上弦、望 、下弦
。在太阴月内，自新月算起的时间长度叫月令 ，如望的月令为14天等。在新月的前后从地球看到的月亮日照面呈娥眉状
，上弦时可见到半幅月轮，而望的前后 ，月亮的日照部分呈凸圆状，上弦月与下弦月不同
，因为上弦时从地球上看到的是其月轮的西半幅，而下弦时见到的则是它的东半幅 。 月球是地球的卫星 ，而月球与太阳之间隔着一个地球
，月球不停地绕地球旋转，当它转到地球和太阳中间的时候 ，它被太阳光照亮的那一半正好背着地球
，向着地球的是黑暗的一半，这时我们在地球上完全看不到月球 ，称之为“朔”或“新月 ”
，也就是夏历每月初一
。 月球继续朝前旋转，到了夏历初七
、八 ，太阳落山
，月球已经在头顶，到了半夜 ，月球才落下去，这时被太阳照亮的月球
，恰好有一半给你看到，称之为“上弦
”。到了夏历十五、十六 ，月球转到地球的另一面 。这时地球在太阳和月亮的中间
，月球被太阳照亮的那一半正好对着地球，此时我们看到的是满月 ，或称之为“望”。由于月球正好在太阳的对面故太阳在西边落下
，月球则从东边升起，到了月球落下 ，太阳又从东边上升了
。 满月以后
，月球升起的时间一天比一天迟了，月球亮的部分也一天比一天看到的小了 ，到了夏历二十三
，满月亏去了一半，而且半夜才升上来 ，这就是“下弦 ”。 快到月底的时候，月球又将旋转到地球和太阳中间
，在日出之前不久，残月才又由东方升起 。到了下月初一 ，又是新月
，开始新的循环
。

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