4.1 如何用篮球模拟月圆月缺?

作者: 汪波_偶遇科学 | 来源:发表于2019-01-15 08:17 被阅读15次

    导读:为什么有时候十五有月食,有时没有呢?如何用一只手电和一颗篮球、甚至一只橙子来解释呢?

    夏日已入伏,蝉声不断,伴随着酷热笼罩在人们周围。

    又是一个外出的周末。周五晚上到了露营地停好车,爸爸卸下帐篷,拎着走到露营地,开始支帐篷。这时却找不到固定钉。妈妈说,是不是落在车上了?爸爸往停车场走去。

    妈妈拿出防潮地垫,铺在草地上,哥哥和妹妹坐在上面,一起等爸爸。

    树影之后,一弯明月悄悄露脸,挂在天空中。

    哥哥看着天上的弯月,问道:“妈妈,是不是已经七夕了?”

    “管它呢!到时候就知道了。”妈妈说。

    过了一会,爸爸终于回来了,妈妈看他手里空空的,便猜到了八九分。

    “会不会掉在路上的草丛里了?”妈妈问。

    “有可能,不过这么黑的天,不太好找。”爸爸说道。

    “我们来玩寻宝游戏吧!”妹妹突然跳起来喊道,“谁先找到固定钉,就奖励公主贴纸!”她想把一切都变成游戏。

    哥哥低着头还在想农历的事情,对贴纸不感兴趣。

    “我和你比赛!”妈妈拿了一个手电筒,妹妹高兴地一蹦一跳地到草地上仔细寻找。

    “爸爸,今天农历几号了?是不是快到七夕了?”哥哥继续问道。

    “你猜一下”。爸爸说道。

    “怎么猜呢?”

    爸爸指了指月亮。

    哥哥抬头看了看月亮,是一个细细的弯月。

    “今天肯定不是十五。”哥哥说道。

    “嗯,不错的开始。”爸爸捋了一把地上的草在手里,缓缓说道。

    “今天的月亮也没那么大,所以应该也不是十五附近的日子,比如从初八到二十二左右。”哥哥一边想,一边说。

    “不错!现在只剩下两头了。月初还是月尾?”爸爸问道。

    哥哥拿不定主意。他拿起一根树枝,在地上画了一个简图,看了半天,还是想不明白。

    今晚的月亮只有一小片,月光非常微弱,露营地四周昏暗。

    “我有一个主意能知道今天是农历几号”,爸爸说道,“我需要一个手电筒。”

    哥哥从背包里又找到一个手电筒,递给爸爸。

    “你和妹妹带球没有?足球、排球、篮球都可以。”爸爸问。

    “有一个小篮球。”哥哥翻了出来拿在手上。

    “很好!”爸爸说道,站到几米之外。“假设我是太阳,我的手电筒发出的是太阳光,你手里的篮球就是月亮。”爸爸说。

    “那我呢?”哥哥问。

    “你的头就是地球,你的眼看到的就是地球人看到的天空。”爸爸说。

    “明白,太阳!”哥哥说。

    “很好,地球!现在,你那里是黑夜。所以,请背对着我,因为对你来说太阳已经落山。”爸爸说。

    “明白,接下来呢?”哥哥背过身大声喊道。

    “手里捏着篮球,向你的前方伸展手臂,稍微高过头顶。”爸爸说。“一直保持这个姿势。”

    爸爸站在几米远外的地方,用手电筒照射篮球。

    “现在,你看到了什么?”爸爸说道。

    “一个完全被光线照亮的篮球。”哥哥手托着篮球仰头说道。

    “对,这就是一轮满月,我们现在是农历十五。”爸爸说道。

    “为什么要把篮球举得高过头顶呢?”哥哥一边说,一边把篮球放低到头的位置。他的头刚好挡住了手电筒的光线。

    “那是因为月球轨道和地球轨道有一个小的夹角。如果没有夹角,就像你现在篮球和你的头在同一高度,每个月就会发生一次月食了。”爸爸说。

    “哦,原来如此。”哥哥说。

    “而且发生月食的时候,月亮的阴影和光亮的分界线是一个圆弧形,那刚好是地球的影子,也证明了地球是圆形的。”爸爸说。

    哥哥看看自己的头在篮球上的影子的轮廓,然后把篮球继续举高。

    “现在,向左稍微转动身子,保持手臂伸直,你又看到什么?”爸爸的手电筒的光芒跟随着哥哥手中的篮球也移动了一点。

    “篮球的一边有了缺口,处在阴影里。月亮已经不圆了。”哥哥说道。

    “哪一边有缺口?”爸爸问。

    “右边!”哥哥说。

    “很好,我们已经到了农历十八左右。继续向左旋转,刚好侧身对着我。”爸爸一边说一边转动手电筒,使它一直照到篮球上。“现在你看到什么?”

    “半个月亮。”哥哥说道。手电筒的光刚好照亮了篮球朝光的一面,反射的光泽呈现一个完美的半圆。

    “现在,我们到了农历二十二左右。你继续向左转。”爸爸说道。

    哥哥看到篮球上的阴影越来越多。

    “已经变成了弯月!”哥哥说道。。

    “月亮的哪一边是亮的?”爸爸问。

    “左边。”哥哥回答。

    “现在是农历二十五左右。”爸爸说道。“接下来,你的手臂正对着手电筒的方向,可是你的眼睛却不能看我,因为这是晚上。”

    “那我就什么也看不到了。”哥哥说道。

    “对,这就是新月,也就是初一。保持手臂的姿势继续转,再次看到弯月后停下来。”爸爸说。

    哥哥接着逆时针旋转,一直再次看到弯月。

    “这一次,弯月的哪部分是亮的?”爸爸问。

    “右边。”哥哥肯定地回答道。

    “这说明我们是在月初还是月尾?”爸爸问。

    “月初!”哥哥非常肯定地回答。

    “很好!现在抬头看看天上的月亮。”爸爸说道。

    “啊哈!”哥哥喊了出来,“天上的月亮也是右边亮!”

    “所以,你觉得今天是农历几号?”爸爸最后问道。

    哥哥看了看自己面对的方向,篮球上被照亮的部分,又看了看天上的月亮的形状,左右轻微转动,然后说道:“大概是初四或初三吧。”

    “那个厨师(初四)要出山(初三)了?”这是妈妈的声音,原来妈妈和妹妹回来了。

    “是这个大师。”爸爸指着哥哥说。

    “妈妈,我有个好消息,我知道今天是农历几号了!今天大概是初四或者初三!”哥哥说道。

    “我们也有一个好消息给你们”,妹妹骄傲地对爸爸说,一边举起了手中的固定钉。“就在车子后备箱旁边的草地上”。

    “太好了!”爸爸缓过神来,接过固定钉,用锤头把它们打入地下,稳住帐篷。

    “你好,人肉万年历”,妈妈跟哥哥说,“跟我们讲一讲月亮到底是怎么变化的?”

    哥哥又与爸爸重新演示了一遍:“从新月开始,月亮先从右边变亮,从弯月到半月,然后逐渐凸起,变成满月。然后在下半月里,从右边开始逐渐变暗,逐渐变成左边的半月和弯月,最后回到新月。”

    哥哥说完了,妹妹的眼里充满崇敬。

    “爸爸,我还有个问题”,哥哥问道,“为什么刚才我们要逆时针旋转?”

    “因为从北极上方的太空看地球和月亮,月亮就是逆时针绕着太阳转。”爸爸说道。

    “那南半球呢?”哥哥机敏地问道。

    “他们跟我们脚对脚,刚好相反。”爸爸说道。

    妹妹弯下腰,头朝下看着月亮,哥哥也学她。

    “现在月亮是左边亮!”哥哥说,“这么说,南半球的人此刻看到的月亮也是颠倒过来的,是左边亮?”

    “正是!”爸爸说道。

    “啊哈!同一个地球上的人,同一时刻看到的月相竟然是不一样的。”妹妹感慨到。

    “月相是最天然的日历,它指示日子,规定了团圆和庆祝的日子,每个人都能读懂这台日历。这台天上的日历循环一次就是一个月。”爸爸说。

    “那这一个月要多少天呢?”妹妹问道。

    “粗略讲是30天。但是如果每个月规定为30天,用不了多久就会出问题。月圆的日子离农历十五越来越晚,一年以后,月圆的日子就跑到了农历二十一左右,说明30天太长了。月亮圆缺一次介于29天和30天之间,大约是29天半。”爸爸说道。

    “这就是我们的阴历?”哥哥问。“那阳历呢?”

    “你要想知道阳历,现在赶快睡觉,明天一大早起来我告诉你。”爸爸说道。

    “为什么要明天一大早?”妹妹不满地问道。

    “到时你就知道了,5点就要起来。睡觉前,我要许一个愿,希望能实现。”爸爸说道。

    “什么愿望?”哥哥问道。

    “不能说哦,说了就不灵了。”爸爸说道。

    大家钻进帐篷里,睡下了。


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