紅月亮背後的故事

相信在2018年1月31日的夜裡，大多數人都看到了傳說中152年一遇的月全食吧，親眼目睹了這如約而至的最美「紅月亮」，在感受到視覺震撼的同時，會不會生出種種疑問，「為什麼月全食都發生在滿月呢？」「發生月全食時候為什麼還能看到月亮，而且還是暗紅色的呢？」「為什麼不會出現藍月亮，綠月亮或者彩月亮呢？」其實這些問題都與月全食的形成和光的折射有關。

一、月全食的形成

當太陽光照射到地球上時，在地球的背後就會形成一個錐形的影子，如圖所示(其中區域A是本影區，區域B和B』是半影區)，在距離地球38萬千米，也就是月球軌道位置附近，影錐的圓截面直徑大約是月球直徑的2.5倍，因此月球有可能完全進入地影。

由於月球比地球曉得多，當月球完全在區域A中時，陽光完全被地球擋住，照射不到月球上，故在地球上的人看不到月亮的反射光，形成月全食；當月球的一部分在區域A中，另一部分在區域B中時，形成月偏食。

二、為什麼只有滿月時才能觀察到月全食?

月食的出現取決於太陽、地球、月亮三個天體的相對位置。只有當月球「走」進地球背對太陽一側的陰影中時，無法被太陽光直射照亮，才會出現月食。

月亮被太陽照射一側的亮面對著地球時，我們夜晚就能看到滿月，這時地球處於太陽與月亮之間。

當月亮處於除滿月外的其他位置時，月球的亮面都不是正對著地球的，這時地球的影子沒有機會投射在月球上，也就無法形成月食。以手影遊戲為例，若我們把太陽比作一盞燈，若要把用手模仿的物體完整地呈現出來，「接」住影子的幕布最好是與燈和手成一條直線，且在燈與手的後方，也就是滿月時月亮所在的大概位置。移動這個「幕布」到手的側面或者前方，影子顯然打不到幕布上，月食也就沒辦法形成。所以說，月食只能發生在滿月的晚上。

三、月全食是否能每個月都發生?

既然月亮一直圍繞著地球旋轉，那麼為什麼我們不是每個月都能看到月食呢?回答是否定的。

如果月球繞地球運轉的軌道平面(白道面)和地球繞太陽運轉的軌道平面(黃道面)是重合在一起的，也就是說它們三個都在同一個平面運動，那麼月球每繞地球一圈(一個月)我們就有機會看到一次月食。

但是，這兩個面有一個約5°9』的交角，只有滿月恰好出現在黃道面和白道面的交點附近時，才會發生月食。在一般情況下，月亮不是從地球本影的上方通過，就是在下方離去，很少穿過或部分通過地球本影，所以，一般情況下就不會發生月食。

四、發生月全食時候為什麼還能看見月亮，而且還呈現暗紅色?

太陽光經過地球大氣層時發生折射，使光線向內側偏折，但每種光的偏折程度不一樣(色散)，紅光偏折程度最大，最接近地球陰影，映在處於陰影處的月球上;此外，由於大氣層的灰塵及雲的含量與位置不同，光線偏折程度會有不同，因此月全食時的月球是暗紅、紅銅、或橙色的，即出現所謂的「紅月亮」。因此產生「紅月亮」的主要原因就是大氣層的折射，如果沒有大氣層，月球在月全食時將會變得完全黑暗。另外在污染程度嚴重的地區，及時沒有發生月全食，月亮看上去也會偏紅一些。

五、月偏食時是否會出現紅月亮?

在月偏食時，月球沒有完全進入地球的陰影區，於是一部分月面被太陽光照亮，雖然此時月球的黑暗部分仍是紅色的，但是太陽光非常明亮，以至於在它的映襯下我們無法看到紅月亮。

關於紅月亮，你知道了嗎？

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