从“月影”到“玉兔”、“蟾蜍”(来源:果壳,https://www.guokr.com/article/437661/,@撷芳主人)
那么,为什么我们从地面看好似明镜般的月亮上有阴影呢?
早期人们观察月亮注意到月面有部分地区较暗,但在望远镜还不够发达的时候无法清晰观察到月球表面,人们按照对地球的认识,猜测暗的区域是海洋,这也就是很多朋友都听说过的“月海”;相对的把比较光亮的地方称为月陆,此外随着望远镜发展还有“月湖”、“月湾”、“月沼”之类的对小阴影区域的称呼;在此过程中尚未清晰观察到这些区域的详细情况,只能辨别明暗区域。朝向地球的大的阴暗区域——“月海”有19个,我们肉眼能看到的阴影基本就是它们。
较暗的区域是月海(来源:NASA/Robin Lee)
为什么猜测阴影区是“海面”?因为月亮是反射太阳光而发亮的,光滑的水面把光反射到大致同一个方向(镜面反射),如果这个方向不是我们地球的方向,我们能看到的光就很少,反而不如粗糙的地表把光反射到不同的方向(漫反射)能看的明亮。这就是夜里逆向光源行走时、暗的是水坑、亮的是地面的原理,但如果反过来朝向光源走就是亮的是水、暗的是地面。
雨夜,水面相对地面看上去是明是暗,取决于人和光源的位置(来源:https://wall.alphacoders.com/big.php?i=660914)
然而,很快随着望远镜的发展,人类知道了月亮上没有水。那月海是怎么回事呢?其实和刚才说的原理差不多。月海对应的是月亮上较为平坦的平原地区,它们接近镜面反射,所以从地面上看往往是暗的区域;月亮上的高原地区地形凹凸不平,山头起伏甚至组成了山脉,峰峦峻峭,蜿蜒数百千米,它们会把太阳光向四面八方反射开去,这些反射光来地球进入我们眼睛,我们看这些区域就明亮。也就是说,从很巨大的尺度来考虑,平原接近镜面,山地较为粗糙,就会出现明暗不同的区域。
卡西尼飞船拍摄的月球表面(来源:NASA)
留言区·精选
@ 周登峰
在月球上,也跟我们地球表面一样,有高山也有平原,而我们在地球上看到的阴影,就是它们所造成的。 月球主要是反射太阳的光而发亮,在它表面起伏较高的山丘,会把阳光朝四面八方反射出去,大部分都照到地球上来,所以我们看上去就很明亮。 而另外那些地势较平缓或凹下的区域,把大部分阳光反射到别处去了,能到地球上的反光很少,因此我们看比较阴暗的地方,就是这里所造成的。 此外,月亮上的平原区域,多是由一些暗黑色的岩层所构成,同时还覆盖了一层厚厚的砂砾和尘埃,所以基本上反射阳光的能力就很差,这也是造成月亮上阴影的因素之一。
@ 霸凌侯爷
月球自己不会发光,我们看到的月亮影像是月球反射太阳光(当然还有其他星的微弱光)到眼睛里造成的。反推:1,我们看到月亮表面明暗不同的图案,说明表面对光线的反射不同;2,反射不同有两个原因,一是表面不平整,反光角度不同。二是月壤矿物含量不同,对光的反射率不同。
@ Leon
月球表面凹凸不平,有高山有峡谷,高山可以挡住一部分阳光,峡谷低于月平面,反射率要低一点。所以这些因素造成了我们看月球有阴影。
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