初中科學/3.1 朝夕相伴的日與月

	這節課你將學到：
太陽在哪裡？它有多大，是什麼樣子？月亮在哪裡？它有多大，是什麼樣子？有哪些有關太陽和月亮的古老傳說？

大漠孤煙直，長河落日圓。（王維《使至塞上》）
兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來。（李白《望天門山》）
但願人長久，千里共嬋娟。（杜甫《水調歌頭》）
海上生明月，天涯共此時。（張九齡《望月懷遠》）
……

在古今中外的文化長河中，太陽（Sun）和月亮（Moon）就扮演著非常重要的角色，成為了被賦予多重含義的文化符號。的確，太陽和月亮作為與人類、與地球聯繫最為緊密的兩個天體，被賦予了除本身外的太多內涵。現代科學的發展，使得我們對太陽和月亮的了解更深一步，人類的宇宙探索也要從這裡起步。我們應當了解太陽與月亮，並認識它們與人類、與地球的關係。

火熱的太陽

圖3-1：太陽。

圖3-2：日出。
圖3-4：日落。

找一個晴朗的早晨，旭日初升，我們迎接的是來自太陽（圖3-1，圖3-2，圖3-3，圖3-4）的第一縷陽光。在那時，你有沒有想過：陽光從太陽奔向地球，走過了多長的距離呢？

太陽位於太陽系的中心，是距離我們地球最近的一顆恆星。我們的地球也在日夜不停地繞著太陽公轉著。如果說地球很大，那太陽就更大了，其直徑大約是1 392 000公里，相當於地球直徑的109倍；質量大約是2×10³⁰千克（地球的330 000倍），約占太陽系總質量的99.86%。

關於太陽的有趣事實，你知道嗎？

永遠不要用雙目直視太陽！更不要直接用望遠鏡觀測太陽！如果那樣，你可能會失明，或者視覺受到極大損害！
據推測，太陽已經有大約50億年歷史了。科學家們認為太陽正當壯年，它能活大約100億年。
太陽是怎麼誕生的呢？人們認為太陽誕生於一團原始星雲。將來當太陽耗盡本身的氫的時候，它會加速膨脹成為一顆紅巨星，而後坍縮成為一顆白矮星。最後，太陽只剩下一個核心，其餘部分形成星雲，就像太陽誕生時一樣。
每一秒，太陽把超過400萬噸氣體轉化成能量。太陽表面會有諸如日珥、太陽黑子、耀斑這樣的太陽活動現象。如果它們過於劇烈，可能對地球有著重要影響。
我們所看到的太陽實際是它8分19秒之前的樣子。

太陽距離地球的距離並非一成不變，一般在每年1月時距離最短（這個時候稱為地球的近日點），每年7月時距離最長（這個時候稱為地球的遠日點）。日地平均距離大約有1億4960萬公里，這個距離在天文學上被稱為1天文單位。其中天文單位是一個長度單位，符號為AU。速度最快的光走過這一段距離大約要8分19秒。換句話說，我們所看到的陽光，實際上是太陽在8分19秒前所發出的。

圖3-5：太陽結構：1. 核心；2. 輻射層；3. 對流層；4. 光球；5. 色球；6. 日冕；7. 黑子；8. 米粒；9. 日珥。

太陽表面非常熱，溫度可達5500°C。而太陽的中心就更熱了，溫度可達1500萬攝氏度！為什麼太陽能夠不停發光發熱？這是因為它是一個由熾熱的氣體組成的大圓球。太陽主要由兩種氣體組成。一種是氫氣（占70%），另一種是氦氣（占28%）。在太陽內部，每秒鐘都有很多氫氣轉化成氦氣，轉化的時候，會發出大量的光和熱，所以我們看到的太陽是一個耀眼的大火球。當然，太陽的內部結構更為複雜。（圖3-5）

太陽的光熱溫暖著地球，使萬物生長。沒有太陽，地球上就不會有生命。

神話傳說中，太陽是一種叫做金烏有三條腿的鳥；古代英雄后羿還曾經射下天空中的金烏，解救了地上的百姓。在希臘神話中阿波羅被稱為太陽的保護神。在《聖經》中也有神造日月的記載。

月球探索

圖3-6：月球。

圖3-7：月球的圓缺變化。

月球（圖3-6），也就是我們常說的月亮。月球繞著地球轉動，公轉周期大約為29.5天即1個月。是地球唯一的一個天然衛星。在晴朗的晚上，可以看到月亮高懸夜空之中。自古以來，關於月亮有許多傳說和故事，有許多與月亮相關的詩歌、小說和歌曲。我們見到的月亮的形狀常常變化，有時細如銀鉤，有時圓如玉盤。（圖3-7）蘇東坡曾經說過：「月有陰晴圓缺」，的確，月亮確實有圓有缺，變化多端。

月球距離地球的距離大約有38.4萬公里，月球的直徑大約是3500公里。換言之，月球的直徑大約是地球直徑的三分之一左右。光需要大約1.28秒才能從地球到月球。因此，我們看到的月球其實是它1.28秒之前的樣子。

圖3-8：月球上的第谷環形山。

圖3-9：首次踏足月球的人類——阿姆斯特朗。

月球本不會發光，我們看到的月光是它反射太陽光的結果。月球上遍布像火山口一樣的環形山（Crater）（圖3-8）。那是因為月球上沒有空氣，當然也就沒有風。所以小行星或隕石撞上月球後，留下的痕跡很久也不會消失。這就形成了環形山。

關於月球的有趣事實，你知道嗎？

十五世紀開始的時候，科學家伽利略已經用他發明的天文望遠鏡仔細地研究了月亮。他發現，月亮的表面是凹凸不平的，有山脈，也有低谷（伽利略當時認為那是海洋，稱之為「月海」）。後來，隨著望遠鏡不斷的改進，天文學家對月亮的了解也越來越深。
月球是怎麼形成的？有人提出過三種說法：「同源說」：地月同源；「分裂說」：月球本身是地球一部分，因為某種原因這部分被甩出來成為月球；「俘獲說」：月球本與地球無關，後來被地球引力俘獲成為地球衛星。如今「分裂說」為主導學說。
月球也會自轉。由於潮汐鎖定，它自轉一周所要的時間是一個月，和它繞著地球公轉的周期差不多。因此，月球總是以一面對著地球。地球上的人永遠看不到月球的背面。
月球上也有地球上沒有的礦石。月球上有著豐富的氦-3。氦-3可以發生核能反應，製造出巨大的能量，因此是很好的能源。此外，月球上還有很多地球上很少見的金屬元素。
日本、中國、印度、美國和歐洲太空總署都發射了繞月衛星。這些太空探測器確認了月球極區上永久陰暗的坑穴的土壤中有水冰的存在。
沒有任何國家可以佔有月球，有法律限制月球不是任何國家的領土，人們只能將月球用於和平用途。

月球上也沒有液態水，所以月球上當然也沒有生命，是一個寂靜的世界。在這樣的月球上，白天會很熱，晚上則非常冷。月球的重力比地球小。如果一個人在地球上用彈簧秤稱得自己的體重為60kg，到月球上再一稱，就只有10kg了。

在中國有嫦娥奔月的神話。傳說后羿的妻子嫦娥偷吃了長生不老藥，結果身體變輕，飛到了月亮上。關於月亮上有什麼，世界上的每一個文化都有著自己的故事。在中華文化的傳說中，月亮上有月宮，嫦娥就住在月宮裡。還有吳剛伐桂的故事。在希臘神話中，月亮女神叫做阿耳忒彌斯。

月球是我們人類目前唯一能夠登上的外星球。1969年7月21日凌晨2點56分（UTC），美國太空人尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗（N.A. Armstrong，圖3-9）從阿波羅11號飛船下到月面，成為了踏足月球的第一人。他認為這一步是「個人一小步，人類一大步」。中國也在實行「嫦娥探月工程」。

課後自主學習

請用地球打比方，描述太陽和月球的直徑、質量等。
請搜集關於太陽、月亮的更多神話故事，與大家分享。
如果你有時間，在一個滿月的夜晚觀察月亮，給月面畫一幅素描。