地球、月球与太阳的运动

基础

地球自转造成昼夜,地球绕太阳公转形成一年;月球绕地球运行,月相是由日照部分和观察角度造成。

适合:中一科学 · 单元:地球与太空 · 建议学习路径第 11/12 课

学完呢课,你会识:
  • 自转造成昼夜
  • 公转一年约 365 日
  • 月相是受光部分和观察角度改变
科学Science
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§课文原文 Passage

1每天太阳东升西落,看似太阳绕著我们转,其实是地球在转动。地球约每 24 小时自转一周,方向自西向东;面向太阳的半边是白天,背向太阳的半边是黑夜。地球不停地自转,昼夜便不停地交替,日出日落正是自转产生的自然现象。

2地球同时绕太阳公转,一周约需 365 日,就是一年。四季的成因在于地轴倾斜约 23.5 度:阳光照射角度随月份改变,夏季阳光较直射、白昼较长,冬季阳光斜射、白昼较短,于是形成春夏秋冬。季节并非因为日地距离忽远忽近,南半球的季节更与我们相反。

3月球约每 29.5 日绕地球一周,本身不发光,只反射太阳光。随著月球运行,我们看见的受光部分角度不断改变,便依次出现新月、上弦月、满月和下弦月等月相。中秋节正是满月的晚上;数千年来,人类更按月相圆缺制订农历,指导耕种和节日。

4当月球走到太阳与地球之间挡住阳光,便出现日食;月球走进地球的影子而变暗,便是月食。潮汐主要由月球引力拉动海水造成,大部分海岸每日约有两次涨潮和两次退潮。这些天体运动解释了日夜、四季、月相和日月食,也是制订历法、计算潮汐和规划太空任务的基础,科学家常以模型演示,把浩瀚的宇宙带进课室。

1重点摘要 Summary

地球自转造成昼夜,地球绕太阳公转形成一年;月球绕地球运行,月相是由日照部分和观察角度造成。

2生字卡 Vocabulary

R
Rotation自转

天体绕著自己的轴心旋转。

R
Revolution公转

天体沿著轨道绕另一个天体运行。

O
Orbit轨道

天体受引力影响运行所经过的路径。

M
Moon phase月相

从地球看到的月球受光部分形状变化。

A
Axis地轴

地球自转所绕的一条假想轴线,约倾斜 23.5 度。

S
Solar eclipse日食

月球运行到太阳和地球之间,遮住太阳光的现象。

L
Lunar eclipse月食

月球运行进入地球的影子,因而变暗的现象。

T
Tide潮汐

海面水位周期性的升降,主要由月球引力引起。

3逐步讲解 Steps

  1. 昼夜地球约每 24 小时自转一周,方向自西向东;面向太阳的半边是白天,背向太阳的半边是黑夜。地球不停地自转,昼夜便不停地交替,太阳东升西落正是自转产生的错觉。这个规律决定了人的生活节奏:作息、上课和上班时间,全都按照昼夜交替来安排。
  2. 一年与季节地球约 365 日绕太阳公转一周,加上地轴倾斜约 23.5 度,各地受光的角度随月份改变,于是形成四季。季节并非因为日地距离忽远忽近,而是受光角度变化的结果;夏季阳光较直射、白昼较长,冬季则相反。香港夏热冬凉的天气,正是这个规律的体现,南半球季节则与我们相反。
  3. 月相月球本身不发光,只反射太阳光;它约 29.5 日绕地球一周,我们看见的受光部分角度不断改变,便依次出现新月、上弦月、满月、下弦月等月相,整个循环月复一月。中秋节正是满月的晚上,自古以来人们便按月亮的圆缺安排节日和渔农活动,月相因此成为最贴近生活的天文现象。
  4. 日月食与历法日食和月食来自天体的巧妙排列:月球走到太阳与地球之间挡住阳光,便是日食;月球走进地球的影子而变暗,便是月食。潮汐主要由月球引力引起,令海岸每日有规律地涨退。古人更按月相制订农历,指导耕种和节日,中秋赏月就是按这套历法计算出来的。
  5. 日食与月食比较比较日食与月食,关键在天体位置:日食时月球在中间,运行到太阳和地球之间,月影扫过地球,白昼瞬间转暗;月食时地球在中间,月球走进地球的影子而变暗。月食在整个背向太阳的半球都能看见,日食却只有月影扫过的狭窄地区可见,所以日食显得罕见得多;观看日食时必须使用合格的减光装置,保护眼睛。
  6. 潮汐的成因潮汐主要由月球引力拉动海水造成:面向月球一侧的海水被拉得隆起,背向一侧同样隆起,所以大部分海岸每日约有两次涨潮和两次退潮。朔望前后,太阳和月球连成直线,引力叠加,便出现潮差特别大的大潮。渔民、船家和沿岸工程都要按潮汐表安排活动,可见天文与生活息息相关。

4图解 Diagrams

地球・月球・太阳 Earth, Moon and Sun太阳地球公转 365.25 日 = 一年月球绕地球 27.3 日 = 一月地球自转一圈 24 小时 = 一日(朝早系因为面向太阳)月球本身唔发光——月光其实系反射嘅日光;月相变化源于角度唔同地影盖住月球 = 月蚀;月球影盖住地球 = 日蚀 eclipse = 影叠影
图 1:地球月球太阳运动

5例题示范 Example

例题:为什么满月不代表月球自己发光?

  1. 太阳提供光线
  2. 月球反射太阳光
  3. 满月时,面向地球的受光面大部分可见
  4. 不同日期见到的受光形状就形成月相
  5. 答案:月球不会自己发光,只反射太阳光。满月时月球运行到地球背向太阳的一侧,面向地球的半个月面正好全部受光,看起来又圆又亮;那些光芒其实全部来自反射的阳光,并非月球自身发光——这也是月相变化的总原理:只变角度,不变光源,两者切不可混淆。

6常见错误 Mistakes

✗ 太阳每日由东向西绕地球转。
✓ 地球自转令太阳看似东升西落。
✗ 夏天是因为地球近太阳,冬天是因为远太阳。
✓ 季节主要同地轴倾斜及公转有关。
✗ 以为月相变化是地球影子遮住月球造成的。
✓ 月相是我们看见月球受光部分的角度变化;地球影子遮住月球是月食,两者是不同的现象。
✗ 以为满月每 24 小时便出现一次。
✓ 月相周期约 29.5 日;月球绕地球一周需要约一个月,不是一晚。

75 题快测 Quick check

Q1昼夜主要由地球自转还是公转造成?

Q2月球的光是哪里来?

Q3季节主要和边两样东西有关?

Q4日食发生时,哪个天体位于中间?

Q5地球自转一周和公转一周分别需时多久?

8重点回顾 Recap

  • 自转造成昼夜
  • 公转一年约 365 日
  • 月相是受光部分和观察角度改变
  • 季节由地轴倾斜和公转共同造成
  • 月球反射太阳光,本身并不发光

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