月相視運動演示儀

黃潔

研究背景

目前高一學生學習月相變化的知識會遇到許多困難。原因是多方面的，一則是該內容本身就抽象不易理解；而另一方面，據我調查是由于現有的教具模型和動畫存在著問題。問題可歸納為兩點：第一，一般的教具模型和動畫均以太陽為中心，能顯示太陽、地球和月亮的運動關系，但很難顯示三者位置和月相的關系；第二，我國大部分地區位于北半球中緯度地區，在生活中人們觀察月相的時候，往往面向南方，太陽和月亮東升西落，但一般演示教具或視頻都嚴格按照左西右東的方向原則，因而增加了學生理解的難度。

所以我希望有一種能實時觀察太陽、地球和月亮三者相對位置關系，同時還能觀察到月相的變化，并且既能左西右東、也能左東右西兩個方向顯示的教具模型。

發明原理

視運動是反映天體運動的表觀現象。例如，地球的周日運動就是一種視運動，它是反映地球繞軸自轉的一種表面現象；太陽每年巡天一周的運動也是一種視運動，它是反映地球繞太陽公轉的一種表面現象。

地球圍繞太陽公轉周期為365.2422天，因此，一個太陽視運動月則為：365.2422÷1230.43685天。而一個朔望月為29.53088天，2者比為30.43685：29.530881：1.03068。因此，從地球上觀察到的每天太陽的東升西落比月亮快，具體時間差約為：0.03068×24×60=44.177分鐘。因為太陽的體積比地球和月亮都大得多；相對地球與月球之間的距離，太陽的距離更為遙遠。因此，太陽光線可以認為是一束巨大的平行光線，它可以照亮半個月球。……