2009年1月5日 星期一

地球的衛星月亮問題?

大家都知道月亮是地球的衛星 那為什麼不是太陽的衛星呢??

 
   月亮起源的理論,目今還流行的可以歸納做三個。一是逃離說,一是捕獲說,還有一個是孿生說。逃離說認為地月原是一體,因為某種原因,月亮逃了出去,但又為地球重力所拘,未能真個逍遙而去,遂成為懸諸天際的明鏡。捕獲說認為月亮原是太陽系裡獨立一份子(可能是行星,也可能是大的小遊星),誤入地球重力的陷阱,遂被強留不去。孿生說認為月亮和地球本是兄弟,從浮散的原始雲氣中同時凝聚而成。逃離說創自小達爾文(George Darwin, 物種原始作者Charles Darwin之子)。

達爾文計算月球的軌道,發現從前月亮離地球要比今日近得多,幾億年前地月很可能根本就是相連的。但是月亮繞地球轉得好好的,為什麼會改變他的軌道呢?其緣因在於潮汐。這層道理對月亮起源的問題,有很密切的關係,在下節裡我們把它扼要解釋一下。地球之所以能把月亮拘住,靠的是萬有引力,假若地球是一個很堅固的圓球,那末萬有引力除了把月亮拘住之外,不會改變它的“角動量”,換句話說,月亮會在一定的軌道上運行,既不增快也不減慢。但是地球不是一個簡單的固體圓球,它的表面有海洋,海水雖然受地心吸力之拘,不至飛去天外,但也並不是粘在地殼上。每逢明月當頭,因為月亮的吸引,海水會被提起來一些,此即潮汐之成因。

如此說來,每日一次月當頭,(當然月當頭的時候,可能是白天,那就是看不見月亮的朔日,)海潮也應每日一次,為什麼還朝有潮,而夕有汐呢?這個道理大致可以解釋如下,假若沒有月亮和太陽,地球懸空的掛在太空裡,那麼動者恒動,靜者恒靜,也不會有潮汐。現在受月亮的吸引,(當然也受太陽的吸引,其影響相似。)

照說應該向月亮的表面落下去,(或者說月亮落到地球表面上來),但是因為地月互相繞轉的緣故,平均的離心力和重力正好抵消,所以暫時維持現狀,所謂「暮雲收盡溢清寒,銀漢無聲“轉”玉盤。」此一“轉”字非常之重要,無此一轉,玉盤早就從天上掉下來了。但是在地球表面,也只有「中間」的一環,月亮對地球的吸力,正好為離心力抵消。靠月亮近的一頭,月球的吸力超過離心力,所以海水微微被吸離地球而向月亮升起。反之,在地球的那一頭,離月亮最遠,繞轉的離心力超過月球的吸力,海水也微微的被離心力帶離地球,所以在任何時刻,地球上都有兩處在漲潮(參看圖一),地球既在自轉,朝月球的面也隨時移轉,此所以每日有潮汐兩次也

月暈的秘密

月暈 在天氣變化以前,我們有時會在太陽或月亮的周遭,看到一個甚至兩個以上的彩色或白色光圈,而且太陽光和月亮光也似乎暗淡了許多。 這是怎么回事?我們把太陽或月亮周遭出現的這種光圈叫“暈”。太陽周遭出現的光圈叫“日暈”,月亮周遭出現的光圈叫“月暈”。這是一種比較奇特的氣象現象。暈圈的顏色一般是內紅外紫的。 月暈──月光透過雲層中的冰晶時,經折射而成的光的現象。成彩色光環,內紅外紫。 日暈或月暈的出現,往往預示著天氣要有一定的變化。一般日暈預示下雨的可能性大,而月暈多預示著要刮風。所以,民間有這樣一句諺語︰“日暈三更雨,月暈午時風”。


首先要明確的是,月亮本身不會發光。她只是反射太陽發出的光。 的確,我們可以看到月亮有不同的顏色,正如我小時候在老家看到紅色的月亮,今天很多人都不相信。我們是如何來判斷顏色的?顏色不止取決於發光體本身,跟光的媒介也有很大關係。太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的。



這七種顏色的光波長是不一樣的。打個通俗的比方說,我們透過藍色玻璃看見的白紙是藍色的,是因為在藍色玻璃這個媒介中吸收了其他波長的光。在我們生活的地球上,最基本的光的媒介是大氣層。大氣本身是無色的。



我們所能看見的任何顏色,都是大氣層中各種成分比如大氣分子、冰晶、水滴、和各種雜質等與光共同作用的圖景。 光進入大氣時,如果當時的狀況適合波長較長的色光,如紅光,透過大氣射向地面,那麼我們看見的月亮是紅色的;而如果當時的狀況適合波長短的紫、藍、青色光,透過大氣射向地面,那麼我們看見的月亮是白色的。



如果透過的光是中段波長的,月亮就是黃色的了。 有大風的天氣下~~或者要下雨了~都可能使月亮看起來是黃色的 有時候有大的自然災害的時候也是一樣的(地震.海嘯)等等


月亮的顏色受大氣透明度(包括浮塵、雲霧的選擇性消光)影響。波長短的藍端光線容易被這些懸浮物吸收或散射,使月光“紅化”。在透明度差的時候,初升的月亮甚至呈橙紅色。 月面的本來顏色是灰黑色,反射陽光的特性接近中性。


 PS:月亮旁邊微弱的光環 就是"月暈"

白天看到月亮!!!

一般說月亮都是出現下夜晚太陽落山之後,可是有時候我們會在大白天看到淡淡的月亮掛在天上。遇到這樣的事,您千萬不要大驚小怪,因為您只要多留意一下,會發現這實際上是常有的事。您想知道這是為什麼嗎?


原來,月球繞地球轉,地球又帶著月亮一起繞太陽轉的時候,月亮和太陽的位置就不斷變化。有時候月亮和太陽位於天空中同一方面,或相隔不遠,白天太陽在天空中出現的時候,月亮就在它的旁邊,但在強烈的陽光照射下,我們無法看到月亮。當月亮與太陽相差距離很遠的時候,那麼,月亮只能夜晚的天空中見到。如果遇到月亮與太陽離得不太遠也不太近,即上弦或下弦前後的那些日子裡,月亮就會在大白天與太陽同時出現下天空中,有時出現下太陽的東面,有時出現下太陽的西面。
上弦(農歷初七八,在地球上可看到月球西邊的半圓,因月相如弓而得名)前後,月亮在太陽東面。這幾天月亮是在太陽升起幾個小時之後出現的,當午後太陽偏西時,月亮升得很高,已經清晰可見了。這時月亮在東,太陽在西,同時掛在天空中。因此,在農歷初四五到十一二之間,從上午到下午,只要天氣晴朗,我們就可以在太陽的東面看到一個朦朧的月亮。
下弦(農歷二十二三,在地球上可看到月球東邊的半圓,因月相如弓而得名)前後,月亮位於太陽的西面。月亮比太陽早升起幾個小時,黎明的時候,太陽還沒出來,月亮已經掛在微亮的天空中了。當黎明太陽升起的時候,月亮已經爬得老高了。此後,到月亮從西邊落下去之前,月亮和太陽一直“搭伴”在天上,光芒四射的太陽在東,黯然失色的月亮在西

月亮忽近忽遠問題??

月亮有時忽遠忽近?? 為什麼會這樣呢??

這是人的錯覺所產生,並不是月亮在地平線上時比較大,注意,這跟折射沒有關係!

有實驗拍攝了天頂與地平線的月亮照片,發現地平線的月亮不但沒有比較大,反而還比較小,理論上也是如此,因為月亮在中天時,距離觀察者較近,如下圖。


阿拉伯天文學家Alhazen認為月亮幻覺形成的原因是因為我們認為剛從地平面升起的月亮比在天頂上的月亮遠,至今這個理論比較為人所接受,一般稱為視距離理論(apparent distance theory)。

下圖的兩條黃線段是相同的長度,但是看起來上方的黃線段較長,主要關鍵在於從下到上延伸的鐵軌,鐵軌劃得非常有遠近距離的感覺,而上方的黃線段放在較遠的鐵軌,因此大腦判斷該黃線段是放在較遠的鐵軌上,實際長度應該比較長,放在下方的黃線段則因為比較靠近我們,所以沒有放大的效果。此圖又稱做旁左鐵道幻覺。



此理論是由1913年Mario Ponzo提出。月亮剛從地平面升起,和周遭的前景比較,人的大腦判斷月亮是從較遠的地方升起,當月亮爬升到頭頂,已經沒有其他前景可做比較,因此大腦判斷這時的月亮比較近,兩相比較,就覺得靠近地平面的月亮比較大,如下圖。



有趣的是,假如你彎下腰來,眼睛從跨下向後望去,你會發現地平面的月亮會變小一點,可能因為你看到月亮下方沒有地平面可供判斷距離遠近,心理學家早已知道將圖片上下顛倒可以降低視距離的效應。




伊利諾州立大學物理系的Carl J. Wenning就不認同這種說法,1985年的一篇文章中,他舉例說明當一架飛機飛到很高的高度,所有的前景都消失,旁左鐵道幻覺就不存在,這時地平面的月亮還是看起來比較大。Wenning 提出的說法是旁左鐵道幻覺再加上我們對天空遠近的認知,認為天球,也就是穹蒼並不是正圓的球形,而是扁平的橢圓,在地平線的天球距離較遠,而中天的天球距離較近,如此的認知再加上旁門鐵道幻覺,就產生了認為地平線的月亮較大的感官。

2008年12月29日 星期一

月亮&大氣層的關係

大家都知道沒有氧氣 生物無法生存 但是月亮的氧氣 為何比地球少呢

月亮為什麼沒有大氣層?


空氣是由氮氣和氧氣等分子所構成的,這些氣體分子無時無刻都在運動著,非常活潑,有些分子彈動的速度,比手槍子彈還要快數倍,但這還不是最快的。它們既然有這麼高的運動速度,那我們的地球是怎麼留住這層大氣的呢?

我們的地球就是靠著它的引力,拉住了這些好動的氣體分子,除非它們每秒能跑上11公里,否則只好乖乖待在地球上,這也就是我們能有大氣層的原因。

但是月球呢?它不但比地球小得多,引力大約也只有地球的六分之一,所以,任何物體每秒只要有2,360公尺的運動速度,便可輕易離開月球了。在這種情況下,活潑好動的氣體分子,自然很難待在月球上。

事實上,月球也曾有過空氣,但後來它的引力拖不住這些氣體,所以在若干億萬年前,氣體就脫離月球到宇宙太空中去了。
不過,根據科學家研究,月球仍殘存一些大氣,但約僅有地球的時萬分之一,非常稀薄。

月亮衛星的條件

有些人都會問 為何 月亮不是行星或恆心 而是衛星呢

行星的定義如下



根據2006年8月16日,國際天文聯合會IAU



共同開會提出的"新行星定義草案"



有以下幾點

IAU將在8/24決定行星的定義,可能改變太陽系家族成員的定位



第一

必須環繞一顆恆星運行,而且其自身既不能是恆星,也不能是某個行星的衛星。也就是說,他們挑選了「重力」作為最基本的行星科學定義物理因子,讓自然界自行決定何者為行星。



第二

行星的質量應該大到足以使其因自身的重力可和剛體的力維持流體靜力平衡的狀態,簡單地說,就是可以維持「圓球形」



符合條件的行星可能同時也應具有



(1) 超過 5 x 1020 公斤的星球質量



(2) 直徑起碼 800 公里



月亮沒有繞著恆星運轉,是繞著地球運轉,所以月亮沒有達到行星的標準!!





衛星定義如下



環繞行星運轉的星球稱之為衛星,月亮環繞地球而運行,所以也是地球的衛星,衛星和行星一樣,本身不發光,只反射太陽光。有的行星沒有衛星,有的行星則有好幾顆衛星,例如火星有二個小衛星、本星有四個大衛星及十幾個小衛星,太陽系最大的衛星是木星的加尼米迪衛星,直徑大約五千三百公里,比水星還要大,像月亮這樣大小的衛星,可能與行星同時形成,而木星、土星和火星都有一些不規則形狀的小衛星,長度只有十幾公里,可能原先是飄蕩的小行星,被行星吸引而形成其衛星。





月球

月球是地球的天然衛星,以27.3天的週期繞地球公轉一週,稱為一恆星月。雖然月球是地球的衛星,但它的運動受到太陽極大的影響。月球運行的軌道稱為白道,與黃道平面成五度的夾角,換言之以地心黃道座標觀察月球的緯度變化,只有正負五度左右,而以地球赤道座標為標準時,月球卻在赤緯正負二十八度間改變位置。



月球繞地球公轉的軌道為橢圓形,離心率0.0549,軌道長半徑384000km,而地球半徑有6378km,因此在地球上不同的地區觀察月球將會受到視差的影響而有不同的位置。為了確實掌握月球的位置,表中分別以黃道、地心赤道、地表赤道與地平,這四種座標顯示每晚八點的月球位置,並且列出赤道地平視差的值。

2008年12月15日 星期一

月亮的詩詞

有關於月亮的詩詞有很多 尤其是清朝宋朝 詩人都會藉著 "月" 來寫詩
如以下幾首詩:

<月下獨酌 - 李白〉
花間一壺酒,獨酌無相親;
舉杯邀明月,對影成三人。
月既不解飲,影徒隨我身,
暫伴月將影,行樂須及春。
我歌月徘徊,我舞影零亂,
醒時同交歡,醉後各分散。
永結無情遊,相期邈雲漢。

(張九齡‧望月懷遠)
海上生明月,天涯共此時。
情人怨遙夜,竟夕起相思。

(李白‧月下獨酌)
花間一壺酒,獨酌無相親。
舉杯邀明月,對影成三人。

(李白‧把酒問月)
今人不見古時月,今月曾經照古人。
古人今人若流水,共看明月皆如此

秋風清,秋月明。
落葉聚還散,寒鴉棲復驚。
相思相見知何日?此時此夜難為情。(李白‧三五七言詩)

今夜鄜州月,閨中只獨看。
遙憐小兒女,未解憶長安。(杜甫‧月夜)

人閒桂花落,夜靜春山空。
月出驚山鳥,時鳴春澗中。(王維‧鳥鳴澗)