달
(1) 달의 공전과 모양 변화
1) 달의 관찰
① 달의 위치 : 서에서 동으로 이동
② 관찰 결과
㉠ 음력 1일 : 달을 볼 수 없다. ㉡ 음력 2,3일 : 초승달 나타남.
㉢ 음력 4,8일 : 반달이 됨. ㉣ 음력15일 : 보름달 됨.
2) 달의 모양이 변하는 까닭
: 우리 눈에 보이는 부분 ⇒ 햇빛을 받아 반사되는 부분의 모양
∴ 달이 일정한 방향에서 오는 햇빛을 받으며 지구를 공전하기 때문
3) 달의 위상 변화
: 달이 지구를 공전하는 동안 달의 위치에 따라 모양이 다르게 보이는 현상
① 달이 태양과 지구사이에 와서 보이지 않을 때 : 삭 (=합삭, 신월, 그믐)
② 달이 태양의 반대쪽에 와서 보름달로 보이는 때 : 망 (=만월, 보름)
③ 달이 삭에서 망으로 가는 중간에 오른쪽 반달이 되는 때 : 상현
④ 달이 망에서 삭으로 가는 중간에 왼쪽 반달이 되는 때 : 하현
(2) 삭망월과 항성월
1) 삭망월
: 달의 모양 변화를 기준으로 한 주기(약 29.5일)
① 삭(망)에서 다음 삭(망)까지의 시간
② 지구를 기준으로 한 달의 공전 주기
③ 항성월 보다 약 2.2일이 빠르다.
④ 1삭망월 : 음력에서 말하는 한 달
2) 달의 시운동과 백도
① 달의 시운동
: 달이 백도를 따라 하늘의 별자리 사이를 하루에 약 13°씩 서에서 동으로 이동하여 27.3일에 한 바퀴 도는 운동
② 백도
: 달이 하늘의 별자리 사이를 서에서 동으로 이동하는 길
⇒ 백도는 태양이 지나가는 황도와 약 5°가량이 기울어져 있다.
3) 항성월
: 별자리를 기준으로 한 달의 공전 주기 (약 27.3일)
① 달이 어떤 별(항성)을 출발하여 백도를 따라 하늘의 별자리 사이를 서에서 동으로 하루에 약13°(360°÷27.3일)씩 옮겨 가서 다시 처음 별(항성)의 위치로 되돌아 오는 시간(주기)
② 달은 항성월을 주기로 하여 지구의 둘레를 공전
4) 삭망월과 항성월이 일치하지 않는 이유
: 달이 지구를 공전하고 있는 동안에 지구가 정지하여 있지 않고 태양의 둘레를 공전하기 때문
(3) 달의 자전
1) 달 표면의 무늬
: 모양은 변하지만 무늬는 변화 없음.
⇒ 항상 같은 면만 지구를 향하고 있기 때문
2) 달의 자전
① 달의 자전 주기 : 27.3일
⇒ 달의 자전 주기 = 달의 공전 주기(항성월) = 27.3일
㉠ 달이 항상 같은 면만 보이는 까닭
: 달의 자전축이 공전면에 대하여 수직방향이고 자전주기와 공전주기가 같기 때문
㉡ 자전주기와 공전주기가 같기 때문에 나타나는 현상
: 달의 모양에 관계없이 같은 면만 보이며 무늬의 변화가 없다.
TIP!! 일식과 월식
(1) 일식
: 태양 - 달(삭) - 지구의 순서로 일직선이 되어 달이 태양을 가리는 현상.
1) 일식의 종류
① 개기일식 : 달에 의하여 태양이 완전히 가려지는 현상
② 부분일식 : 달에 의하여 일부분만 가려지는 현상
③ 금환식 : 태양이 둥근 반지 모양으로 보이는 현상
(2) 월식
: 태양 - 지구 - 달(망)의 순서로 일직선이 되어 달이 지구의 그림자 속에 들어가서
달이 보이지 않는 현상
1) 월식의 종류
① 개기월식 : 달이 지구의 본 그림자 속에 들어가 달 전체가 보이지 않는 현상
② 부분월식 : 달의 일부가 지구의 본 그림자 속에 들어가 달의 일부만 보이는 현상
(3) 일식과 월식이 생기는 조건
: 일식은 삭일 때 만, 월식은 망일 때 만 일어남.
(단, 태양, 지구, 달이 일직선일 때.)
① 일식과 월식이 매 삭과 망 때 마다 일어나지 않는 이유
: 황도와 백도가 약 5°가량 기울어져 있기 때문.
ꋫ달의 바다
달은 고지와 바다로 구별하는데, 지구에서 볼때 높아 밝게 보이는 곳이 고지, 낮아서 어둡게 보이는 곳을 바다라고 한다. 어둡게 보이는 곳은 반사도가 거의 없고 원래 검은 암석(현무암질의 용암대지)이 많아서 빛을 흡수를 많이 해서 검게 보인다.
ꋫ달이 지구에 끼치는 영향
가장 대표적인 것이 밀물, 썰물(만조, 간조) 이다. 밀물, 썰물은 하루에 각각 2번씩 일어나는데, 달의 인력과 태양의 인력(조금 작용)이 작용하기 때문이다. 달-지구-태양 으로 되어있을때 달과 태양이 지구를 양쪽에서 당겨 바닷물이 양쪽으로 끌려가지만 지구 중력에 의해 날아가지 못하고 해수면만 높아진다. 그리고 달이 반달(상현달-오른쪽 반달, 하현달-왼쪽 반달)일때는 태양의 인력과 달의 인력의 방향이 바뀌어 서로의 인력을 방해하게 되어 밀물 썰물 높이 차(조차)작고, 보름달(망)이거나 삭(안 보일때-태양과 같이 뜨고 질때)일때 인력끼리 도와 밀물 썰물 높이 차(조차)커진다.
ꋫ달에는 대기가 없다
대기권은 행성의 중력에 의해 붙들려있는 공기층을 말한다. 달의 중력은 지구 중력의 1/6 이므로 그 정도의 중력으로는 공기를 붙잡아두기는 힘들기 때문에 대기권이 없다.
또한 달의 중력에 의해 조금 붙들려 있는 대기도 달의 낮(섭씨 170도씨)이 너무 덥기 때문에 분자운동이 활발해져서 우주공간으로 도망간다.
달에서는 a. 바람도 안불고 b. 소리도 안들리고 c. 일교차도 매우크다. d.월면에 드리워진 산그림자가 새까맣고 e.달이 가리는 태양의 가장자리가 뚜렷이 보인다. f.운석이 떨어질때 지구와 같이 대기가 있지 않아 운석으로부터 보호 못 받고 그냥 충돌합니다.
ꋫ달에 발자국 사라지지 않는 이유는??
달에는 대기가 없어서 풍화침식작용이 일어나지 않는다.
지구에는 대기가 있어서 태양에서 온 에너지를 가지고 바람, 물 등이 움직이면서 땅을 깍고 변화시키는 등 풍화작용을 일으키지만 달에는 대기가 없어서, 변화가 일어나지 않는다.
그럼에도 불구하고 달에 고운 가루가 있는 것은 운석이 하도 많이 충돌하여 잘게 부숴진 것이다.
ꋫ지구에서 하늘을 보면 파란색이지만 달에서 본 하늘이 어두운 이유는?
달에는 대기가 없기 때문이다.
지구 대기는 공기분자들로 이루어져 있는데 질소..산소..먼지.. 이런 것들이 총체적으로 집합되어 있다. 태양에서 오는 빛 중에 파장이 짧은 파란색 계열은 이런 것들에 잘 부딪혀 튕기는-_-데 이것을 산란이라 한다. 반면에 파장이 긴 붉은색 계열의 빛은 이런 것들의 사이로 잘 빠져 나가기 때문에 우리가 하늘을 보면 여기저기에서 공기분자들에 열심히 튕기고 있는 파란색 계열의 빛을 보게 되고 하늘은 푸르게 빛나는 것이다. 하지만 달에는 이런 공기분자들이 없다. 때문에 태양에서 오는 빛은 그냥 달에 떨어진다. 그래서 하늘이 파랗게 빛나지 않는다.
ꋫ달에서 별이 보이나?
별은 태양과 같이 우주에서 자기 스스로 빛을 내는 항성이다. (행성 아님)
별에서 나온 빛이 그대로 달에 도달하므로 당연히 별은 보이지만 반짝이진 않는다.
지구에서 별이 반짝이는 이유는 대기층의 굴절 때문이다. 대기층이 임의적으로 계속 움직이기 때문에 지상에 도달하는 별빛도 불안정해지는 것이다.
ꋫ달이 뜨는 시간이 날마다 다르다?
지구가 24시간 동안 자전을 해서 같은 자리로 돌아왔을 때 이미 달은 지구를 공전했기 때문에 지구는 달이 공전한 만큼의 각을 더 자전해야 달이 뜬다. 이 차이가 52분이다.
따라서 달은 27.3일을 주기로 지구를 한 바퀴 공전하기 때문에 달은 매일 52분씩 늦게 뜬다.
달은 27.3일을 주기로 지구를 공전하지만 실제로 모양이 변하는 주기는 29.5일이다.
그 이유는 그동안 지구가 태양을 공전했기 때문이다. 따라서 지구에서 볼 때 달이 같은 위치로 이동하기 위해서는 지구가 공전한 각 만큼 달도 지구를 공전해야 한다.
보름달은 항상 태양 반대편에 위치해 있기 때문에 태양이 지자마자 지구의 지평선 위로 뜬다.
이렇게 매일 달이 뜨는 시간은 52분씩 느려져서 그믐이 되면, 태양과 함께 떴다가 진다.
(물론 그믐은 태양과 달이 같은 방향에 있기 때문에 보이지 않는다)
따라서 한 달이 30일이라면 태양은 30번 뜨지만 달은 29번 밖에 안 뜬다.
보름달은 태양이 서쪽하늘로 지자마자 동쪽하늘에서 떠오르며, 상현달은 정오에, 하현달은 자정에 뜬다.
ꋫ달의 자전주기와 공전주기가 같은 건 우연의 일치?
달의 공전 주기와 자전 주기가 일치하는 현상은 달이 지구의 조석력에 의해 완전히 자전력을 잃어서 항상 같은 면을 지구에 향하고 있기 때문이다. 즉, 지구에 가까운 면이 (회전하지 않고) 항상 가까운 쪽에 있는 것이다.
'조석력'이란 두개의 별의 가장 가까운 지점이 서로 끄는 힘으로서 이는 두 천제의 회전 운동을 방해한다. 이런 효과가 없어지기 위해서는 지구의 자전주기와 달의 공전 주기가 같아야 된다.
과학자들의 계산에 의하면 달의 공전주기와 지구의 자전주기가 같게 되기 위해서는 지구와 달의 거리가 현재의 1.5배 정도로 멀어져야 한다고 한다. 실제로 정밀한 측정에 의하면 달은 조석 브레이크 작용으로 지구에서 조금씩 멀어지고 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 지구에서의 하루의 길이도 조금씩 길어지고 있는데 길어지는 정도는 아주 작아서 100년에 0.0015초 정도라고 한다. 결국에는 지구와 달은 항상 같은 면을 마주한 채 운동하는 상태에 도달할 것이다.
태양계 천체 중에서 이미 이러한 상태에 도달한 예
명왕성과 그 위성. 명왕성과 위성 카론은 오랜 기간의 조석 진화 끝에 영원히 같은 면을 마주보며 빙글빙글 돌고 있다.
ꋫ달의 자전 주기와 공전 주기가 같지만 달의 59%가 보이는 이유?
칭동현상 때문이다.
칭동현상이란 달의 궤도면이 적도면에 대하여 기울어져 있기 때문에 일어나는 일종의 기하학적인 현상이다.
달의 적도면은 황도면과 거의 평행하지만, 달의 공전 궤도면은 황도와 약 5도 기울어져 있다. 이 면을 백도라고 한다. 이러한 궤도경사 때문에 약 6도41분의 남북방향의 위도 칭동현상이 일어난다.
달의 지구에 대한 공전은 원운동이 아니라 타원운동이다.
따라서 달이 멀리에 있을 때에는 공전속도는 떨어지지만 자전속도는 일정하기 때문에 달의 보이지 않던 부분이 보이게 되는 것이다.
달이 가까이 있을 때에는 공전속도가 빨라지기 때문에 멀리 있을 때 약간 틀어졌던 만큼 반대쪽으로 틀어진다.
이로 인해 약 6도17분의 동서 방향의 경도 칭동현상이 일어난다.
사람은 지구상에서 위치를 바꾸어 달을 관측할 수 있으므로 이러한 영향들을 전부 고려하면 인간이 관측할 수 있는 달표면은 전체의 59 %에 이른다
-유명한과학교실