月相變化規律解析
一、月相及其形成
月亮圓缺變化的各種形狀叫作月相。由於月球本身不發光也不透明，但能反射太陽光。在太陽光照射下，總是一面亮一面暗，向著太陽的半個球面是亮面，另半個球面是暗面見圖1中中間一圈。
因為在月球繞地球公轉的同時，地球又帶著月球繞太陽公轉，所以，月亮相對於地球和太陽的位置不斷變化見圖2，這就使它被太陽照亮的一面有時正對地球，有時背向地球，有時對著地球的部分大一些，有時小一些，從而產生不同的視形狀見圖1中外圈，月相變化就是這樣產生的。可見，月相的變化取決於兩個因素：一是太陽光照射月球的方向；二是地球上人觀察月球的方向。若在月球的背日方向觀察月球，月球似乎全部是黑暗的見圖1中A位置，反之，若在月球的向日方向觀察月球，月球幾乎全部是光明的見圖1中E位置。（圖祥見《高中生》雜誌）
二、月相的變化規律
（一）幾點說明
1．月球繞地球公轉周期為27．33天，在此相同的時間內地球繞太陽公轉約30°。研究分析一個月內月相變化，人們可只考慮地球自轉而忽略地球公轉。
2．如圖2所示，地球繞太陽運動的公轉軌道平面（黃道面）和月球繞地球運動的公轉軌道平面（白道面）的夾角θ在4°57′～5°19′之間，平均值為5°09′，這個角度很小。因此，在討論月球、地球相對太陽運動對月相變化的影響時，可以忽略這個角度。
3． 月出月落的時間。由於地球自轉的角速度比月球公轉的角速度大得多，所以地球上的人們能較長時間觀看月相，即月相變化在人們眼中的變化速度是緩慢的。由於地球的自轉，某一日月亮的東升西落的視運動是明顯的。在圖1中的A位置時，隨著地球的自轉，月球在清晨時從東方天空升起來，黃昏時從西方天空落下去。在圖1中的E位置時，月球在黃昏時從東方天空升起來，清晨時從西方天空落下去。如此等等。
4．地球上的人們見到月相的時間。由於地球的自轉，月球每日從月出到月落大約為半天，即月球有半天掛在天空。月球在地平線之上時，我們並不一定能見到月相，若月亮和太陽同在天空，則月光淹沒在陽光之中，見不到月相。在圖1中的C位置時，正午月出，子夜月落，但能見到月相的時間只是從黃昏到子夜這段時間，即上半晚。在圖1中的G位置時，子夜月出，正午月落，但能見到月相的時間只是從子夜到清晨這段時間，即下半晚。
(二)月相變化規律
1．約在農曆每月三十或初一月球位於太陽和地球之間地球上的人們正好看到月球背離太陽的暗面，因而在地球上看不見月亮，稱為新月或朔，其視形狀見圖1中A位置。此月相與太陽同升同落，即清晨月出，黃昏月落，只有在日食時才可覺察它的存在。
2．新月過後，月球向東繞地球公轉，從而使月球離開地球和太陽中間而向旁邊偏了一些，即月球位於太陽的東邊。月球被太陽照亮的半個月面朝西，地球上可看到其中有一部分呈鐮刀形，凸面對著西邊的太陽，稱為蛾眉月，其視形狀見圖1中B位置。蛾眉月日出後月出，日落後月落，與太陽同在天空，在明亮的天空中，故看不到月相。只有當太陽落山後的一段時間才能在西方天空看到蛾眉月。
3．約在農曆每月初七、初八，由於月球繞地球繼續向東運行，日、地、月三者的相對位置成為直角，即月地連線與日地連線成90°。地球上的觀察者正好看到月球是西半邊亮，亮面朝西，呈半圓形叫上弦月，其視形狀見圖1中C位置。上弦月約正午月出，黃昏時，它出現在正南天空，假設觀察者位於北半球中緯度，下同，）子夜從西方落入地平線之下，上半晚可見。
4．約在農曆每月十一、十二，在地球上的觀察者看到月球西邊被太陽照亮部分大於一半，月相變成凸月，其視形狀見圖1中D位置。凸月正午後月出，黃昏時在東南部天空，月面朝西然後繼續西行，黎明前從西方地平線落下，大半晚可見。
5．農曆每月十五、十六，月球運行到地球的外側，即太陽、月球位於地球的兩側。由於白道面與黃道面有一夾角θ（θ平均值為5°09′）通常情況下，地球不能遮擋住日光，月球亮面全部對著地球，人們能看到一輪明月，稱為滿月或望，其視形狀見圖1中E位置。滿月在傍晚太陽落山時的東方地平線上升起，子夜時位於正南天空，清晨時從西方地平線落下，整夜都可以看到月亮。
6．再過幾天，農曆每月十八、十九，月相又變成凸月，月面朝東，其視形狀見圖1中F位置。此時為黃昏後月出，正午前月落，大半晚可見。
7．農曆每月二十二、二十三，太陽、地球和月球之間的相對位置再次變成直角月球在日地連線的西邊90°這時我們看到月球東半邊亮呈半圓形，月面朝東，稱為下弦月，其視形狀見圖1中G位置。它在子夜時升起在東方地平線上，黎明，日出，時高懸，於南方天空，正午時從西方地平線落下，下半晚可見。
8．再過幾天，農曆每月二十五、二十六，月相又變成蛾眉月，亮面朝東，其視形狀見圖1中H位置。此時子夜後月出，黃昏前月落，黎明前可見。
月球隨後繼續向東運行，又運行到太陽和地球之間即A點，月相變為朔。
可見，月相的變化依次為新月→蛾眉月→上弦月→凸月→滿月→凸月→下弦月→蛾眉月→新月。月球由A點經B點→C點→D點→E點→F點→G點→H點，月球繞地球公轉一周，月相由朔到下一次朔所經歷的時間間隔，即月相變化的周期，叫做朔望月。
（三）研究月相變化的意義
月相變化的周期性，給我們提供了一種計量時間的尺度。朔望月是月相的變化周期，長度約為29．53059日，中國傳統的夏曆（即農曆）及伊斯蘭國家和地區採用的曆法都是以朔望月為月的單位。此外，從朔到上弦、上弦到望、望到下弦、下弦到朔，這種朔望兩弦四相，每相大約7日的現象，也是一種天然的計時單元，星期最早就是由此演變來的。
(責任編輯：梅智敏)