月相

出自 全民科學平台
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原始設計者:彰師大


實驗材料:

  1. 直徑10公分保麗龍球。
  2. 竹筷
  3. 100W燈泡組
  4. A4紙一張
  5. 手機


現象說明

地科教學「月相」變化對中學生來說,理解上有很大的困難。月球和地球一樣,本身不會發光,我們可以看到月亮的盈虧,是因為太陽照在月球表面後,光線反射到地球的結果。月球是地球的衛星,繞地球公轉。月球、地球、太陽的位置,造成我們看到月亮的盈虧。 由北極往南極看,地球繞太陽是逆時針,地球自轉是逆時針,月亮繞地球公轉也是逆時針,月亮公轉一圈29.53天(大約30天),月球自轉是逆時針,自轉一圈等於公轉一圈,也是大約30天,所以月球半球面總是面對地球,另外半球面是背對地球,在地球上的我們永遠看不到。 地球繞太陽的平面稱黃道面,月亮繞地球的平面稱白道面,兩個平面接近相同,但差約5度,且地球自轉軸偏離黃道面約23.5度,這是造成複雜的月相變化。本教材先簡化模型來觀察月相變化,有興趣的學生再深入探討,或用天文軟體來觀測。


探究問題

  • 2.1 月亮東升西落的現象。月相變化有其規律性
  • 2.2 月亮運動方式為何?月亮為何會亮?亮的地方朝哪邊?
  • 2.3 探討月亮盈虧現象,盈虧現象出現的日期及其原因?
  • 2.4 月相盈虧的月出和月落時間。
  • 2.5 探討每天可以看到月亮的時間及方位?


實作項目

  • 3-1 地球自轉時的方位
  • 1. 講台準備100W燈泡組當作太陽,學生的頭是地球,眼睛為台灣,距離太陽最好2-3公尺以上。紙上畫出太陽和地球相對位置(假設在一天內,地球公轉不考慮)。
  • 2. 台灣在北半球,由北極往南極看,地球自轉由西向東轉,自轉一圈24小時,請學生劃出日出6點時你在地球的位置,中午12點、日落18點,深夜24點時你在地球的位置。
  • 3. 黃道面與白道面幾近相同,如果你人在台灣,要看月亮,你要向哪個方向看才可以看到月亮?這樣可以訂出你的左右手各是那個方向?
  • 4. 地球自轉轉到日出、正午、傍晚、午夜,在上圖中,請學生標示每個時段相對你的東方及西方只向哪裡?如日出6點的東方是朝太陽,日若西方是朝太陽。


  • 3-2 探討月相盈虧的成因
  • 1. 將一根竹筷插進保麗龍球(月球),當作月球自轉軸,在保麗龍球上做個記號。學生是地球,左手拿著竹筷將手伸直,讓保麗龍球記號永遠朝朝向學生的眼睛(就是地球台灣)。
  • 2. 把教室燈關掉,只剩講台燈泡的燈,學生拿這竹筷保麗龍球轉一圈,你可以看的保麗龍球(月球)上的盈虧。
  • 3. 另一手拿著手機,放在眼前,假設太陽方向為0度,逆時鐘轉,朝著0度(朔月(新月))、45度(峨眉月)、90度(上弦月)、135度(盈凸月)、180度(望月(滿月))、225度(虧凸月)、270度(下弦月)、315度(虧眉月)的保麗龍球,各照一張相片。
  • 4. 做一個表格,將各個角度的保麗龍球亮暗圖形畫在表格中。
  • 5. 月約公轉一圈30天,如果朔月是農曆1日,滿月是15日。學生拿這竹筷保麗龍球轉一圈,對照上述的角度,代表在哪一天是幾點的位置?
  • 6. 說明月球公轉及自轉,與地球的方位關係?


  • 3-3 探討月初月落的時間?
  • 1. 從以上的實驗你知道每天月初和月落的時間嗎?
  • 2. 太陽下山18:00你才可以看的到月亮,早上6:00日出後就看不到月亮,說明可以看到月亮的時間?,此時月亮可能在哪一個方向可以看到?
  • 3. 白天是不是也可看到月球的輪廓?分別是哪個日期可以看到的時間?


分析與結論

  • 4.1 做一完整表格,描述各個日期的月相及月初和月落的時間。
  • 4.2 能從所記錄數據可以瞭解月球、地球、太陽間的方位關係,請討論之。


教學目標與評量

  • 5.1 認識了月相變化的循環週期,並得到照片相互證明。
  • 5.2 可以做一完整表格,描述各個日期的月相及月初和月落的時間。
  • 5.3 分組討論解決一些迷思,探究月亮盈虧的成因。
  • 5.4 了解白天也可看到月球的輪廓,並分別得到哪個日期可以看到的時間?


參考資料

[1] https://www.youtube.com/watch?v=wz01pTvuMa0

[2] https://www.youtube.com/watch?v=OaB6fhN1MIM&t=281s