月球公转周期27.32天与月平均29.53天的关系
更新时间:2023-10-31 04:08:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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月球公转周期27.32天与月平均29.53天,两者关系。
月球的公转周期是27.32天,以月亮的周期性变化作为一个月,一周期平均为29.53天,两者有什么关系?
两者之间还差一个数字,就是地球在这一个月里走过的路程。
假设让月球从地球和太阳之间(此时月相为新月)开始公转,27.32天后,月球公转地球一周,但是因为地球在这段时间内,也围绕太阳转动了一个角度,因此,月亮还得再转两天左右,才能重新回到地球和太阳之间,把月相回到新月。即两个新月月相之间的天数是29.53天。
类似的问题也发生在地球上,人们把地球同一个地点两次对准太阳的时间差称为一天,并规定一天等于24小时,这个时间其实不是地球自转的周期,地球的自转周期是23小时56分钟。在剩下来的这4分钟里,地球是为了再转一个小小的角度,以弥补过去的一天内,由于自己围绕太阳公转,而带来的太阳位置的差别。
见附图:
月亮围绕着地球转动表现为它在星空间自西向东移动,其轨迹称为“白道”。白道和黄道(地球绕太阳运动的轨迹)之间有5°多的夹角。月球绕地球转一周历时27天7时43分11.47秒,这一周期叫做“恒星月”。除了绕地球公转外,月球本身还在自转。月球自转的周期是27天7小时43分11.5秒,几乎等于它绕地球公转的周期。因此,无论在任何时间,我们从地球上永远只能看到月球的一面,另外一面总是背向地球,“犹抱琵琶半遮面”。由于月球的轨道是一个倾斜的椭圆形轨道,它在不同的轨道位置面向地球的一面稍有不同,所以人们从地球上可以观测到月球整个表面的59%。
月球永远以一面面向地球,如果不假思索,可能会以为月球没有自转。其实不然。我们可以想象,在月面上某点假设有一个垂直于月面的标志物,如果月球没有自转,在月球绕地球运行的过程中,由于该标志物始终指向空间同一方向,这样我们观察到的该标志物的指向会发生变化,
月面的各部分会依次朝向地球,我们应该能看到月球的背面。所以,只有在月球的自转和绕地球转动的周期相等、方向相同(都是反时针方向)的情况下,月球才能永远以同一面朝向地球。
月球的自转周期和绕地球转动的周期相同,不是偶然巧合,而是因为地月之间相互潮汐引力的作用。月球可以产生对地球的潮汐引力,它能够造成地球两侧海水的升涨,对地球大气也会产生大气潮。类似地,地球也可以产生对月球的潮汐引力。月球过去的自转速度比现在要快得多,那时它的表面存在着如熔岩流之类的流体。地球强大的起潮力引发了月球上的潮汐,而潮汐摩擦会使月球自转减慢,直至自转周期等于公转周期。此时,地球不再引起月球上明显的潮汐作用,月球便只能以同一面朝向我们了。
潮汐摩擦不仅正在使地球自转减慢,还会影响到地月系统的演变。现在,地球自转的周期比月球公转的周期短得多,潮汐作用会引起地球的变形、质量分布的变化,从而使月球运动加速。一旦加速,它便逐渐螺旋式地远离地球,进入愈来愈大的轨道,因而月球绕地球公转的周期会更长。
月球目前正以每年3.8厘米的速度离开地球。同样的道理,潮汐摩擦也会使地球的自转速度减慢,自转周期逐渐变长。每100年地球自转周期约增加0.00164秒,这个数字虽然很小,但不能小看,因为长期的累积将相当可观。也许大约50亿年至100亿年后,地球上的一天将和一个月相等,大致都等于现在的43天,届时地球也将会以同一面朝向月球。真到了那个时候,背向月球的半个地球上的居民为了赏月,必须长途跋涉才行。至于哪个半球有幸对着月亮,现在还是个未知数。
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