日食月食的形成过程

日食和月食的形成原理都是由于光的直线传播。

月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。

致使地球上的局部地方，即使是白天，也看不到太阳或只看到残缺的太阳，太阳完全被遮住称为日全食，遮住部分称为日偏食。

而月食，是在同一直线上的地球把太阳光遮住，致使在晴朗的夜空，月亮也变得黑黑的，同样月食也分月全食和月偏食。

月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏，是第一次“外切”，是日食的开始。

初亏后大约一小时，月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既，是日全食（或日环食）的开始，对日全食来说这时月球把整个太阳都遮住了，对日环食来说这时太阳开始形成一个环。

日食过程中，月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系，也指发生这种位置关系的时刻。

食既发生在初亏之后。从初亏开始，月亮继续往东运行，太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大，阳光的强度与热度显着下降。

当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时，称为食既。天空方向与地图东西方向相反。

日全食与日环食都有上述5个过程，而日偏食只有初亏、食甚、复圆3个过程，没有食既、生光。

月球绕地球公转的轨道（白道）和地球绕太阳公转的轨道（黄道）的夹角本身就是基本固定的，数值大约在5°9′左右，楼主的条件并不需要假设，而是客观事实。

满足楼主所说“观察到太阳和月球在总是位于赤道两边？”需要有两点条件，其一，日月相对；其二黄白交角远小于黄赤交角。

对于这两点要求，第二点是满足的，相比于23°26′的黄赤交角，黄白交角是一个比较小的数值。但是第一点是不成立的，因为月球绕地球的公转，和太阳的位置会发生周期性的变化，从零到180°有可能，譬如日食，日月处于相同的位置，怎么可能位于赤道两边呢？

楼主要求的世界是解释有一个现象，但是这个现象既然不成立，自然也就没有解释的必要了。如果需要解释，要作出的假设是“倘若月球永远处于太阳和地球的延长线上”。

如果还有什么问题，欢迎继续讨论。

月球俗称月亮，古称太阴。它是地球的唯一的天然卫星。它与地球构成一个天体系统-----地月系，跟随着地球围绕太阳运动。从我们地球上的人类看来，天空中除了太阳之外最亮的就是月亮了。尽管太阳的直径实际上比月亮大400倍，而月亮离地球的距离恰好比太阳近400倍，所以太阳与月亮看起来几乎一样大。人们总是喜欢把月亮和太阳相提并论，并把这两个轮返照亮大地的光明使者视为一对孪生兄妹。在古希腊神话中，月亮是一位美丽女神，名叫阿尔忒弥斯，正是太阳神阿波罗的妹妹。在天文学中，月亮的符号是(，就象弯弯的蛾眉月。月球与我们人类有密切的关系，对月球的探索和研究是天文学的一个重要课题。

月球的距离、大小和质量

月球是距离地球最近的天体。测量它的距离是比较容易的。用视差测量月球距离的经典方法现己被雷达测量和对人造卫星的跟踪所代替。用安在月球表面上反射镜反射激光光束也可对月球距离及其直径进行一种测量。由于月球绕地球运动的轨道是椭圆，实际测得的是瞬时距离。现在国际上采用的月地距离平均值是384401千米，月球过椭圆轨道近地点时的距离为356410千米，过远地点时的距离为406700千米。月球的平均直径为3476千米，约为地球的3/11。由此可以算出，月球的表面积约为地球表面积的1/14，体积约为地球的1/49。

地月系的质心在围绕太阳的椭圆轨道上运动，地球和月球都以一个恒星月为周期围绕这个质心运动。地球的这一运动在相对太阳和行星之类的天体而言的方向上产生一种每月一次的小的摆动。通过测量这样的摆动，推算出月球质量为地球质量的1/813，所以地月系的质心实际上在地球内，最近己通过对月球人造卫星的仔细跟踪得到了更可靠得多的月球质量的值。

知道了月球的质量和直径，马上就可算出它的平均密度。业己发现，月球的平均密度约为水的333倍，与地球外壳的基岩的密度相接近

月球的运动

月球围绕地球运动转动的情形与地球围绕太阳转动的情形类似。月球一边由西向东绕轴自转，一边绕地球公转。月球的椭圆轨道要比地球轨道扁一点，加上月球离地球比较近，所以月球在近地点附近看起来比在远地点时大一点。月球的轨道通常称为白道，其轨道平面与地球轨道平面---黄道面并不重合，两者之间大约有5°的夹角，这个夹角称为黄白交角。白道与黄道的两个交点分别称为“升交点”与“降交点”。月球由黄道之南到黄道之北时经过升交点，由北到南时经过降交点。

由于太阳的引力作用，交点不停地沿黄道从东向西移动，每年约移20°。此外，月球轨道在它自己的轨道平面内也是不固定的，其椭圆的拱线，即近地点和远地点的连线，也沿月球公转方向移动。月球绕地球转动的周期因所选参考基准点不同而有以下五种：

（1）恒星月：月球在天空背景上沿白道走完一圈的时间约为2732166平太阳日，这是月球相对于远处恒星的运动周期，所叫做一个恒星月。

（2）交点月：月球连续两次通过升交点的时间间隔为一个交点月。由于交点西退，交点月比恒星月短，约为2721222平太阳日。

（3）近点月：月球连续两次通过近交点的时间间隔为一个近点月。由于拱线前移，所以近点月比恒星月长，约为2755455平太阳日。

（4）分点月：又称回归月，它是月球黄经连续两次等于0的时间间隔，即以春分点为基准的周期，约为2732158平太阳日。由于春分点缓慢西退，所以分点月稍短于恒星月。

（5）朔望月：月相变化周期的长度，即连续两次朔（或望）的时间间隔。朔望月又称会合周期，它以太阳为基准，平均约为2953059平太阳日，比恒星月长两个平太阳日还多。其原因在于月球绕地球公转，而地球又绕太阳公转。假设一开始日地月在同一直线上，日月的黄经相差180度。经过一个恒星月，月球已绕地球公转180°，但这时地球已绕太阳公转了约27°，必须再经过一段时间日地月才能在同一直线上。这就造成了朔望月明显比恒星月长的后果。

月球的表面特征

从用望远镜观测一开始就弄明白，月球有一个坚硬的表面，在大尺度上其主要特征是月海、山脉、环形山和辐射纹。

最引人注目的是月海。这些一度被认为是液态海洋的暗区几乎是很平的平原，是充满熔岩和火山灰的凹地。最大的月海－－风暴洋几乎宽达1200千米。月球正面约有30个月海，几乎覆盖了月球正面的一半，月球背面缺少相仿的单个儿月海。这些月海可能是由彗星，小行星或大的小行星同月球撞击所造成。造成风暴洋的天体的半径可能有60千米。它以一个平角闯入时引起撞击点--零地面的汽化，并在撞击点周围出现一个被熔化的区域。这种撞击可能产生一种围绕这个区域的波状结构使劣质岩破碎，产生由这个区域辐射出来的山系，朝各个方向喷射大量的物质，并促发次级效应。别的月海可能也是由类似的撞击所造成。

对人造月球卫星轨道的摄动表明，在一些月海之下埋藏着又大又重的物质凝聚块（质量瘤）。大概,形成月海基岩的熔岩现已被覆盖着10－－20厚米的碎石，自月海形成以来，劣质岩的堆积物被较大的小行星砸开并被抛散开来。

在月海的许多地方所发现的山脉比得上地球上最大最长的山脉。最长的山脉长达1000千米,往往高出月海3～4千米。最高的山峰在月球南极附近,高达9000米，比地球上最高的珠穆朗玛峰还高。除山脉外，还有长达数百千米的峭壁，最长的是阿尔泰峭壁。有许多山是以诸如亚平宁山和阿尔卑斯山那样的名字来命名的。它们的高度可以通过它们的影长和地球在月球天空上的高度来测量。用人造卫星拍摄的照片为精确绘制月球地形图打下了良好的基础，导致开展对月面测量学的研究。

即使用一架双筒望远镜就足以帮助人观测到一些直径超过200千米的大环形山。从地球上只能看到一部分的东海可能是月球上最壮观的地理特征。它横跨1000千米，由三条成同心圆的山脉所组成，围着一个相对说来缺乏特色的平原。从当空看来，它类似于一个巨大的圆形天窗。这三条环形山可能封住了由击中那里的物体产生的冲击波。的确，在月球背面存在一些围成二圈的很大的环形山，总的特征与东海最大的环形山相类似。

许多月球环形山具有中心山峰；许多环形山重叠在大概更古老的一些环形山之上。它们随机地分布在整个月球上，但月海除外，在那里有环形山的区域不到10％。估计直径超过100米的环形山多达100万个以上。我们现在用宇宙飞船上的照相机所揭示的更小的环形山的数目多得简直无法计数。然而，最大环形山的四周可能高达3000米，其直径大得使处于环形山中央的观测者可以发现低于地平线超出视界的环形山。

月球的辐射纹类似于长度超过2000千米的印记，从一些最大的环形山向外伸展开来。在色调上，它们比月球表面更亮，不产生阴影。它们很可能如同它们所呈现的那样,是由环形山形成时从环形山喷射出来的物质所致。除这些最重要的特征之外，月球表面还含有裂缝或月谷，其宽度超过3千米，有时延伸长度达500千米。它们的深度还不清楚。

在月球上并不发生水和空气的风化过程。在没有游离大气的情况下，物理性质的变化是缓慢发生的，而当小行星撞击它的表面并砸开它碎石覆盖层时就突然发生变化。暴力的遗迹可以很清新地保持数百万年之久。

由于太阳的轮番热晒和辐射的冷却，产生了一种所谓的日照效应，通过热胀冷缩缓慢地把岩石弄裂，可以指出的是，过去以地面为基地对月球的亮度和偏振所进行的研究使人想到，月球的表面结构是渗水的。

总结月球表面上的大尺度特征和小尺度特征使人们把月球想象成一个被频繁的撞击所破坏的大战场，这种频繁的撞击曾在月球过去的某个时期发生过，它使月球表面的物质汽化，熔化，破碎，喷射，熔合，激烈的扰动，并在真空状态和某一压力下冷却下来。岩石的样品己被宇航员和无人驾驶的宇宙飞船取回，地球实验室的检验进一步证实了这种情况。不出所料，岩石样品包含许多在地球上发现过的元素,如氧，铁，铝，钬等。有光泽的黑色碎片和球状物是玄武岩的玻璃状物，其中也有角砾岩。

月面同地面有类似的特征，都以海占优势。它们是由表面熔岩流冷却而形成。另一方面，别的岩石形成于由熔岩团（或熔岩）构成的深部。这样的岩石在月面高原上是常见的。在地球火成岩中发现的矿石也在月球岩石－－辉石，斜方石和钬矿中找到。流星体对月球表面的不断撞击使得碎石覆盖层变得丰厚起来。作为覆盖物的所有这些碎石证明, 过去在月球上有过一段激烈变动的历史。

测定岩石样品的放射性推算出月球的年令至少有40亿年。对月球的第一次地质勘察现己完成，尽管许多事情依然要去做。由燃料用尽的登月舱与岩石所在地相撞引起的月震有力地证明了月球内部不存在液态核。由取得惊人成就的阿波罗号宇宙飞船留在月球上的地震仪表明，月球要比地球平静得多。当月球接近近地点时，天然的月震要频繁得多，一个正在证实着的事实使人确信，周期性地在月球构造内产生的起潮力此时取得最大值。

从月球表面不同部分所得岩石样品的年龄导致得出这样的结论：由天体对月球的撞击所产生的月球主要表面特征形成于若干亿年前，大概在40亿年前或更早的时候，有可能在太阳系诞生之后不久就形成了。

行星水星和月球的表面特别相似,这证实太阳系的诞生并不是一个平静的事件。由旅行者号宇宙飞船送回的木星和土星的卫星照片证实了这种判断。在我们地球自身及其孪生兄弟金星上，这种暴露宇宙早期创伤的印记已被千百万年来的风化过程几乎完全改变。另一方面，火星仍然保留着正好被近代火山学家作为证据的许多痕迹。完全解开月球地质现象这团乱麻，弄清月球和太阳系的演化历史还仅仅是开始

月球的物理特性

我们知道了月球的质量和半径,就能算出月球的表面重力，所得的值约为地球表面重力的1／6。也就是说，原本在地球上重60千克的人，到了月球上就只有10千克了。登上月球后，人们会感觉到自己变得身轻力大，穿在身上的宇航服不再感到沉重，无论是跳跃，还是举重，都要比在地球上轻松多了。但要站稳或两腿交替走路就不如在地球上那么容易，往往只能一步连一步跳跃式前进。从高外往下跳时，则会象**中的慢镜头一样慢慢落地。

作为一种判断，不应期望月球会保存一层有任何意义的大气。这一点己为以地面为基地的天文观测和登上月面的宇航员所证实。由于掩星时不存在来自恒星的光的折射和吸收，月球大气密度的一个上限是地球大气密度的1／2000。无力发现月球的散射光，导致把灵敏的感光技术得出的月球上层大气的密度降低为地球的十亿分之一。射电辐射源的实验得出它的密度为地球的万分之一。这些数字并不意味着月球没有任何一点大气，而是总有一些气体分子存在于月球周围,或者被太阳风吹散，或者从月球内部飘逸出来。但气体分子的数量还是能提供一个能勉强与真空相区分的大气层。的确，重要的是月球表面不时呈现局部性的短暂的小规模的喷发现象，把气体和微粒物质喷发出来。星体的不断撞击必定释放从月球表面上分离出来的气体。有时，气体就是微粒在相撞时汽化而成的。

由于月球的自转周期与公转周期一样长，月球的一昼夜等于地球上的一个月，再加上月球大气太微不足道，几乎接近真空状态，月面物质的热容量和导热率都很低，因而昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降到-183℃。自然，在月球上也不可能存在液态水。由此可见，月球上缺少一切生命生存的条件，与大气和水有关的一切自然现象都不会在月球上发生。在月球上，声音无法直接传播，宇航员只能靠报话机通话。月球是一个荒漠、寂静、没有生命的世界。

在月球上看天空，无论是白天还是黑夜，天空背景总是黑暗的。尽管在月球上看太阳，比我们在地球上所看到的还明亮，但星星可以与太阳同时出现在黑暗的天空背景上。从月球上看地球，比地球上看到的满月大14倍，亮80多倍。星光的质和量都因没有大气的吸收、散射而保持原有的状态，所以月球是观测天体和探索宇宙空间最理想的场所。

月球离地球最近，其引力又小，是我们人类飞向宇宙空间的一个天然的中途站。

长期的天文观测和登月的直接考察，已经证明月球磁场是极其微弱的，强度不及地球的1/1000。月球也没有象地球和木星那样的辐射带。

根据放置在月球上的月震仪的记录，月震很弱，最大的震级是1---2级；震源很深，约在700----1000千米深处。从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。从月面算起，0----65千米为月壳。月壳往下到1000千米是月幔，它占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1000℃。

据初步探测，月球上的矿物有60多种，其中有6种是地球上目前尚未发现的。特别有价值的是在月球上发现有比地球多几十倍的氦3。氦3是一种极珍贵的能源资料。地球上只有10万吨，而月球上却多达100万吨至500万吨之间，至少可解决我们全球一万年的能源消耗。此外，最近在月球的两极地区发现有证据表明，在那里有大量结成冰的水。有的科学家认为，就凭现有的航天技术，单就在月球上开发氦3这一项资源，就足以回收投入并多有盈余。所以，对月球的探测和开发不仅在科学上很有意义，并且还有巨大的经济价值。

月球，天体名称，人类肉眼所见称为月亮，古时又称太阴、玄兔、婵娟、玉盘，是地球的卫星，并且是太阳系中第五大的卫星。

月球直径大约是地球的四分之一，质量大约是地球的八十一分之一。月球是地球已知的质量最大的卫星，月球表面布满了由小天体撞击形成的撞击坑。月球与地球的平均距离约3844万千米，大约是地球直径的30倍。

2019年5月16日，中国科学院国家天文台宣布，由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据，证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质。国际学术期刊《自然》（Nature）在线发布了这一重大发现。

扩展资料

月球诞生：月球的起源莫衷一是。对月球的起源，历史上大致有三大派。而后期则在各种说法的基础上，结合新的研究结果而新形成了“大碰撞说”。

1、分裂说

这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年，著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出，月球本来是地球的一部分，后来由于地球转速太快，把地球上一部分物质抛了出去，这些物质脱离地球后形成了月球，而遗留在地球上的大坑，就是太平洋。

这一观点很快就受到了一些人的反对。他们认为，以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说，如果月球是地球抛出去的，那么二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析，发现二者相差非常远。

月球表面岩石的年龄极其古老，全月球表面岩石的年龄介于30--42亿年之间，地球表面最古老的岩石年龄，只限于个别地区出露的38亿年的古老变质岩，而太平洋洋底岩石的年龄极其年轻，完全与“分裂说”的理论相违背。

2、俘获说

这种假设认为，月球本来只是太阳系中的一颗月球大小的小行星，有一次，因为运行到地球附近，被地球的引力所俘获，从此再也没有离开过地球。

还有一种接近俘获说的观点认为，地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起，久而久之，吸积的东西越来越多，最终形成了月球。但也有人指出，像月球这样大的星球，地球恐怕没有那么大的力量能将它俘获。

3、同源说

这一假设认为，地球和月球都是太阳系中弥漫的星云物质，几乎在同一个太阳星云的区域经过旋转和吸积，同时形成大小不同的天体。在吸积过程中，地球比月球相应要快一点，成为“哥哥”。这一假设也受到了客观事实的挑战。

通过对“阿波罗”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析，地球和月球的平均化学成分差别很大，人们发现月球的岩石也要比地球的岩石古老得多。

-月球

人民网-最新估测：月球拥有451亿年漫长历史