基本概念
太阳和月亮
太阳系
轨道
介绍
为什么每天晚上月亮的形状都在发生变化？
当然，月亮本身并没有变化，但是就像我们绕着太阳转一样，月亮也在绕着地球运动，所以我们看到月球表面反射的光量每天都是不同的。大约每两周为一个周期，月亮在夜空中从几乎看不到——这被称作新月——变到明亮又圆满——满月。
了解这些变化的一个简单方法是用一盏灯和一个桔子来做一个月亮绕地球运行轨道的粗略模型。
背景
在地球上，我们通过月相判断月亮的周期大约是29.5天（这与月亮绕地球运动的时间27.3天略有不同）。天空中月亮的不同形状——从一小条到又大又圆的满月——是因月亮相对于地球和太阳的位置变化产生的。
当月亮在地球与太阳的另一侧，并与它们连成直线时，地球会在月亮上投下一个很大的阴影，这就是月食。因为月食的发生需要地球和月亮都处在合适的轨道上，所以不是每次满月都会发生月食，通常，月亮都会从地球的阴影下面或上面经过。
另一方面，当月亮在地球与太阳之间，并与它们连成直线时，月亮会在地球表面投下阴影，这就是日食。与月食不会每个月都发生的道理一样，日食也不会每个月都发生。在新月时，地球通常处在月亮阴影的偏下或偏上的位置上。
实验材料
没有灯罩的灯（灯泡最好低于40瓦，这样眼睛比较容易适应）
暗室
桔子
削尖的铅笔
实验准备
把灯（不带灯罩）放在桌上或是其他表面上，最好位于实验者的头部上方。
小心地把铅笔的尖端插入桔子的中心，要插得足够深，以便你拿着铅笔的时候桔子是稳定的。
把灯打开，让房间变暗。准备观察你的桔子月亮！（小心不要碰到亮着的灯泡，它很烫。）
步骤
站在距离灯光源至少一臂远的距离，正对它。灯就是太阳，你的头代表地球。
伸直手臂举起桔子月亮，把桔子举到灯泡偏上或偏下位置，不要直视灯。你看到的桔子月亮的表面看起来像什么？是不是很暗？
现在，保持你胳膊的伸直状态，慢慢地把你的身体向左侧旋转。你能看到月牙形的光开始在你的桔子月亮表面慢慢移动吗？
当你转过90度时，你的月亮应该处在上弦相位。灯光落在月亮的哪边（左边还是右边）？月亮看起来像“D”还是“D”的镜像？
保持你的胳膊向外伸直，继续在原地慢慢转动。当你的背对着灯时，桔子月亮在什么相位？（提示：如果你的头或身体挡住了灯，试着蹲下，直到月亮全部被照亮——你应该看到一个完全被照亮的满月。当你的头或身体挡住光使得月亮变暗时，你就造成了日食或月食。它是月食还是日食呢？）
继续向逆时针方向慢慢转动。你的月亮表面的光线往哪个方向移动？
当你还有90度就转完一圈的时候，你已经到达了下弦相位。这个相位跟上弦相位看起来有怎样的不同之处？
当你回到起点的时候，停止转动：这就是新月，你（和地球上的人）只能看到月亮没有被太阳照亮的那一侧。
拓展：试着制造一个月食。当地球正好处在太阳和月亮之间，阻碍了太阳光照射到月球时，就发生了月食。如果你的头是地球，你能用你的桔子月亮制造一个月食吗？
观察和结果
当你慢慢旋转的时候，月亮如何变化？你能看到熟悉的新月和满月吗？
想了解更多月相的知识么？在新月和上弦月之间，月亮被称作是“娥眉月”。（“Waxing”是表示月亮变大的另一个单词。）在上弦月和满月之间，月亮被称作是“盈凸月”。满月到下弦月之间，月亮被称作“亏凸月”。（“Waning”表示月亮变小。）猜一下在下弦月和新月之间我们称月亮为什么？（答案：“残月”）在你现在住的地方，月亮处于哪一个月相呢？
像太阳一样，月亮每天也穿过天空升起和落下。但是它经常在白天出现。（你有没有在晴朗的白天注意到过暗淡的月亮？）在新月时，月亮与太阳基本上同时升起，尽管你看不到它。每天月亮都会晚升起一会儿，所以等到满月的时候，它升起的时间与太阳落下的时间就大体相同了。
通常月亮在升起的时候看起来大一些，在高空中的时候看起来小一些。这是视错觉：它看起来比较大是因为我们用地平线上的物体与月亮作了对比，比如建筑物或树。但是当它穿过天空时，这种表观尺寸的变化跟它与地球的距离无关，它距地球的平均距离大约为238,866英里（384,417千米）。
很多文明用月亮作为记录时间的一种方式。这种体系被称为阴历。
小知识：月亮绕地球运行的时间（27.3天）与月亮经历所有月相的时间（29.5天）不同。这是为什么？因为地球不是静止的，它自身在绕着太阳运动！由于地球绕太阳一周的时间大概是12个月，在月球绕地球运行的27.3天（大概一个月）中，地球大概运行了绕太阳一周的十二分之一。因此，月亮需要在它的轨道上运行的稍远一些才能让地球上的我们看起来一样。实际上，我们可以估算出这需要27.3+ (1/12) X (27.3) = 29.5天！
清理
从桔子上把铅笔拿下来（小心笔尖）；关上灯，务必要小心——灯泡很烫。
（翻译刘夏，审校李昱）
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