自然科学专题讲座(第9讲 月球)

1、自然科学专题讲座第九讲 月球1 月球概况 地月系的绕转运动 地月系运动和 地月系绕日公转 月球自转 月相2月球概况 月球的半径1738公里，相当于地球的3/11，它的质量为7.351025克，为地球的1/81.3，平均密度3.34克/厘米3。理论上认为月球内部分为月壳、月幔、月核三层，月球内部主要是岩石物质。 月球表面重力很弱，重力加速度为1.62米/秒2，仅为地球表面的1/6。由于重力弱，月球表面的自然状况与地球表面的有很大差异：几乎没有大气；除了太阳光和星光，天空永远是黑暗的；没有天气（风、雨、雪等）现象；温差特别大（-183127）；声音不能传播。3456 月球表面的环境虽然不适合人类生

2、活，但对于特殊的科学研究恰好是合适的。 月球的表面形态与水星相似，有大量的环状构造，被称为环形山（月坑），主要由陨星撞击形成，也有少量是火山活动的结果，这些环形山主要形成于几万年或几十万年前。此外，月球表面还有大量的暗黑区域，这些暗黑区域被称为月海。78910111213141516171819202122232425262728293031地月系的绕转运动 地月系的绕转，是地球和月球在地月系内部不断绕地月系质心的旋转运动。32地月系的绕转运动33地月系的绕转运动 根据力学理论和天文观测，地月系绕转运动的具体特征如下： 第一，地心、月心和地月系质心三点共线。34地月系的绕转运动35地月系的绕转

3、运动 根据力学理论和天文观测，地月系绕转运动的具体特征如下： 第一，地心、月心和地月系质心三点共线。 第二，地月系绕转周期为恒星月， 1 恒星月 = 27.32166 日 第三，地球、月球绕公共质心的运动轨道位于同一个平面内，这个平面称为白道面。白道面和黄道面的交角为 59（平均值）。 36地月系的绕转运动37地月系的绕转运动 根据力学理论和天文观测，地月系绕转运动的具体特征如下： 第四，在椭圆轨道运动中，地心和月心至地月系质心的距离都在不断变化，但两者距离之比却始终不变。这个比值等于月球和地球的质量之比。 月地平均距离为384400公里，由此可算得地心至地月系质心的平均距离为4671公里。

4、38地月系的绕转运动 根据力学理论和天文观测，地月系绕转运动的具体特征如下： 第五，月球绕地月系质心，或月球绕地球运动的椭圆轨道的偏心率，平均为e=0.0549（1/18）。 由此可算得月球的近地距和远地距分别为363300公里和405500公里（平均值）。39地月系的绕转运动 根据力学理论和天文观测，地月系绕转运动的具体特征如下： 第六，与地球绕太阳公转运动相比，地月系绕转运动的变化要大一些。例如，偏心率大约变化于1/231/15之间；月地距离的最大值可接近40.7万公里，最小值不到36万公里；黄白交角波动于457 519之间；白道面与黄道面的交线的位置较快地西旋，约18.6年就西旋一周，每

5、年西旋约19，等等。40地月系的绕转运动41地月系运动和地月系绕日公转 除地球、月球因相互吸引而绕转外，地月系作为一个整体，还受太阳引力的作用绕太阳公转。 太阳对地月系整体的引力的“平均作用点”，可以看作是地月系质心。因此，真正在“地球公转轨道”上绕太阳公转的，严格讲不是地球中心，而是地月系质心。42地月系运动和地月系绕日公转43地月系运动和地月系绕日公转 地月系的绕转和绕日公转是同时进行的。所以，地月系的运动是这两种主要成分的叠加。 地月系运动 = 地月系质心绕日公转 + 地、月对质心绕转 由此可见，地月系绕转和地月系质心公转两种运动叠加的结果，致使地球、月球在太阳系中的实际运动轨迹，都是在

6、质心公转轨道两侧起伏的波浪线，但月球的波动幅度比地球大81.3倍。44地月系运动和地月系绕日公转45地月系运动和地月系绕日公转46月球的自转 月球在和地球一起绕转的同时，还在不停地自转。 月球的自转比较特殊。月球的自转方向和周期与其和地球绕转的方向和周期完全相同。 这样的自转称为同步自转。 47月球的自转48月球的自转 由于是同步自转，月球始终将自己的一面对着地球。月球的背面一直到1959年苏联宇宙飞船首次飞达月球时才拍摄到的。49月球的自转月球背面50月相 月相是指月球的视形状，月相变化即月亮的圆缺变化。 月相变化的原因在于，月球自身不发光，靠反射太阳光而被我们看到；在太阳光照射下，月球总是半明半暗，就像地球上有昼半球、夜半球一样；平时人们的肉眼只能看到月球的昼半球，而看不到夜半球；月球的昼半球总是朝向太阳，并不一定向着地球。所以，月球在地球观测者眼里所表现的视形状月相，取决于月球