答：為什麼我們看月亮上有陰影？

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空少問答

小課堂

第九十一期

9

月

25

日

周

二

答：為什麼我們看月亮上有陰影？

上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！

想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：為什麼我們看月亮上有陰影？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！

空少正解

上期適逢中秋，我們也選擇了和月亮有關的一個比較簡單的話題。我們講到，我們的老祖宗看著月亮上的陰影，發揮想像，給月亮編寫了許多神話故事和別稱，比如想像月亮上有「廣寒宮」、「嫦娥」、「玉兔」、「吳剛伐桂」，還有將蟾蜍視為月亮的化身的，正如下圖月亮上的陰影一般。上期我們也提到，最近美國Space X公司公布了首次搭乘BFS超級飛船的私人繞月旅行相關的信息。期待不遠的將來，航天科技的進步能帶上我們更多的人去近距離接觸月球這顆我們地球的古老而神秘的夥伴。

從「月影」到「玉兔」、「蟾蜍」（來源：果殼，https://www.guokr.com/article/437661/，@擷芳主人）

那麼，為什麼我們從地面看好似明鏡般的月亮上有陰影呢？

早期人們觀察月亮注意到月面有部分地區較暗，但在望遠鏡還不夠發達的時候無法清晰觀察到月球表面，人們按照對地球的認識，猜測暗的區域是海洋，這也就是很多朋友都聽說過的「月海」；相對的把比較光亮的地方稱為月陸，此外隨著望遠鏡發展還有「月湖」、「月灣」、「月沼」之類的對小陰影區域的稱呼；在此過程中尚未清晰觀察到這些區域的詳細情況，只能辨別明暗區域。朝向地球的大的陰暗區域——「月海」有19個，我們肉眼能看到的陰影基本就是它們。

較暗的區域是月海（來源：NASA/Robin Lee）

為什麼猜測陰影區是「海面」？因為月亮是反射太陽光而發亮的，光滑的水面把光反射到大致同一個方向（鏡面反射），如果這個方向不是我們地球的方向，我們能看到的光就很少，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。這就是夜裡逆向光源行走時、暗的是水坑、亮的是地面的原理，但如果反過來朝向光源走就是亮的是水、暗的是地面。

雨夜，水面相對地面看上去是明是暗，取決於人和光源的位置（來源：https://wall.alphacoders.com/big.php?i=660914）

然而，很快隨著望遠鏡的發展，人類知道了月亮上沒有水。那月海是怎麼回事呢？其實和剛才說的原理差不多。月海對應的是月亮上較為平坦的平原地區，它們接近鏡面反射，所以從地面上看往往是暗的區域；月亮上的高原地區地形凹凸不平，山頭起伏甚至組成了山脈，峰巒峻峭，蜿蜒數百千米，它們會把太陽光向四面八方反射開去，這些反射光來地球進入我們眼睛，我們看這些區域就明亮。也就是說，從很巨大的尺度來考慮，平原接近鏡面，山地較為粗糙，就會出現明暗不同的區域。

卡西尼飛船拍攝的月球表面（來源：NASA）

留言區·精選

@ 周登峰

在月球上，也跟我們地球表面一樣，有高山也有平原，而我們在地球上看到的陰影，就是它們所造成的。 月球主要是反射太陽的光而發亮，在它表面起伏較高的山丘，會把陽光朝四面八方反射出去，大部分都照到地球上來，所以我們看上去就很明亮。 而另外那些地勢較平緩或凹下的區域，把大部分陽光反射到別處去了，能到地球上的反光很少，因此我們看比較陰暗的地方，就是這裡所造成的。 此外，月亮上的平原區域，多是由一些暗黑色的岩層所構成，同時還覆蓋了一層厚厚的砂礫和塵埃，所以基本上反射陽光的能力就很差，這也是造成月亮上陰影的因素之一。

@ 霸凌侯爺

月球自己不會發光，我們看到的月亮影像是月球反射太陽光（當然還有其他星的微弱光）到眼睛裡造成的。反推：1,我們看到月亮表面明暗不同的圖案，說明表面對光線的反射不同；2,反射不同有兩個原因，一是表面不平整，反光角度不同。二是月壤礦物含量不同，對光的反射率不同。

@ Leon

月球表面凹凸不平，有高山有峽谷，高山可以擋住一部分陽光，峽谷低於月平面，反射率要低一點。所以這些因素造成了我們看月球有陰影。

感謝大家的支持，我們下期再見！

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