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月亮自轉和公轉周期有什麼區别
月亮自轉和公轉周期有什麼區别
更新时间:2025-06-11 20:21:38

從讀小學時起,我們就被教導說:月球在圍繞地球公轉一周的同時本身也自轉了一周,謂之“同步自轉”。實際情況果真如此嗎?

要判斷物體有沒有公轉或自轉,首先要厘清公轉和自轉的概念。百度上對這兩個概念的詞解是這樣寫的:“一個天體圍繞着另一個天體轉動叫做公轉。”“星體自己圍繞本身的軸轉動叫做自轉。”至于怎樣才能判定星體是在圍繞本身的軸轉動,語不盡詳。

月亮自轉和公轉周期有什麼區别(關于月亮的自轉)1

宇宙間很多物體的運動形式都是相同的,小自原子核---電子,大至星系---星球,促使它們運動的因素多種多樣:原子定律、機械動力、潮汐引力等等,但這些都是原因和過程,結果是一樣的,那就是乙物體圍繞甲物體轉動,抑或物體圍繞自身的軸轉動。

公轉比較容易界定,地球圍繞太陽、月球圍繞地球、飛機繞地飛行一周、甲蟲爬過籃球表面,人或汽車在地面上行進,都應該視為公轉運動。

有些自轉也很明顯,如:電扇的葉翅部分、旋轉的陀螺,地球的轉動等等。原因在于:電扇葉翅的自轉軸是相對固定的(絕對是說它是在随着附着體在宇宙間處于永久的運動之中。),陀螺的自轉速度明顯快于它對于地面的運行速度,地球的晝夜交替使人感受明顯。但是一些運動中的球體,如月球類天體,它們的自轉與否令人困惑。隻有透過其表象,找出真正的物理規律,才能得到正确的認識,否則很容易産生誤解。

我們做一個這樣的試驗:找一個大的地球儀,再找一個小的電動玩具汽車。汽車的四個輪子喻作星球,其輪軸喻作星球的自轉軸,自轉軸固定在汽車上,汽車動則自轉軸動,汽車停則自轉軸停。

1•手拿汽車,在地球儀的旁邊,不開啟,也不移動。

2•開動汽車,但不移動,車輪自己在轉。

3•把汽車放在地球儀上,不用電力開關,推動其繞行一周,汽車動,車輪也轉動。

4•在車輪貼地一側的邊緣上畫一點,作為參照點,然後關掉汽車,放在一張紙上,拖着紙在地球儀上滑行一周,汽車公轉了一周,但車輪沒有圍繞輪軸發生轉動,參照點始終對準地球儀的中心。

5•拖着汽車繞行一周,在這個過程中,始終把參照點對準地球儀的某一方向,上或下,左或右,為了方向不變,要不停地用手撥動車輪,汽車公轉一周,車輪也正好被撥動了一周。

6•不開啟汽車,把參照點透過地球儀的中心,對準某一方向,上或下,左或右。水平或垂直移動汽車,結果是參照點的方向未變,但是無法保持對準地球儀的中心,直至離開了地球儀。

月亮自轉和公轉周期有什麼區别(關于月亮的自轉)2

通過以上實驗,對模拟星球得出的結論是:

1•沒有公轉,也沒有自轉。

2•隻有自轉,沒有公轉。

3•有公轉,也有自轉,太陽系内絕大多數星體屬于此類。

4•隻有公轉,沒有自轉,月球、火衛、冥衛屬于此類。

5•公轉一周,同時自轉一周。天王星應該有兩個自轉軸,一個接近水平于公轉軌道平面,橫着滾動,一個垂直于軌道平面,屬于此類型。

月球繞地公轉一周後,球體表面相對于周圍的參照背景确實也轉動了一周。但是隻要我們再進一步觀察就會發現,實際上是:月球的中心軸在圍繞地球公轉,月面上所有的位置點都是在跟随着中心軸繞地公轉,除此之外,沒有相對于中心軸的轉動,相對于參照背景的移動是公轉運動的結果。而那種把公轉軌道中心點——地球混同于月球自轉軸的說法更令人難以認同。

有人用圖解說明月球存在自轉的理由:月球的一側朝向地球,另一側朝向某一方向,如果沒有自轉的話,另一側的朝向就不會改變,而朝向地球的一側就會移動。這個說法忽略了一個要點,那就是物體平直運動和環行運動的區别。在平直運動中,球體如果不自轉的話,它某一側的方位朝向的确不會改變,如上邊的試驗之六。但是,這種方位參照的理論不能适用于環行運動中的物體,公轉運動中物體的朝向是處于循環的變化之中,參照側面在公轉軌道這一側是左,到另一側就變成了右,此時的下就是彼時的上。判斷公轉中物體是否在自轉,參照座标應該隻有一個,那就是公轉軌道的向心點。運動中,物體表面朝向中心點一側發生改變就有自轉,無改變就沒有自轉。

月亮自轉和公轉周期有什麼區别(關于月亮的自轉)3

還可以從另一個角度來判斷星體是否自轉:我們之所以一下就能認定開着的電扇是在自轉,是由于電扇的自轉軸相對固定的緣故。如果我們假設星球的公轉軌道是由無數個固定的位置點鍊接而成的,選其中的一個位置點,排除公轉的因素,看其符合上邊試驗1、2兩種情形當中的哪一種,這樣星球的自轉與否不就一目了然了嗎?

如果以上的試驗和結論能夠成立的話,就說明我們過去對月球的自轉是誤解的,不知這種誤解還要持續多久?

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