秦克铸
《看月食》(见五年制小学语文第四册23课)中,“爸爸”对月食成因是这样解释的:
“地球转到了太阳和月亮的中间,挡住了太阳光,太阳光照不到月亮上,就叫月食。等到地球转过去了,月亮又会亮起来的。”
这段话最好改为:
“月亮钻进了地球的阴影,地球挡住了太阳光,太阳光照不到月亮上,就叫月食。等到月亮钻出了地球的阴影,月亮又会亮起来的。”
这样改的理由是“爸爸”的解释不够确切,而且极容易造成误解。
五年制小学语文第一册12课《太阳地球月球》中说:“太阳大,地球小,地球绕着太阳跑。地球大,月球小,月球绕着地球跑。”这两句儿歌形象地点明了太阳、地球和月球三者之间的大小与绕转关系。地球是太阳系的行星,月球是地球的卫星,月球绕地球公转,地球又带着月球绕太阳公转,从而引起三个天体之间的相对位置不断发生变化。
由于地球和月球本身既不发(可见)光又不透明,因此当他们受到太阳光照射的时候,背着太阳的一面便会拖着一条长长的影子(如同阳光下的物体或人的影子一样);月球自西向东绕地球公转,地球又自西向东绕太阳公转,由于月球公转角速度(每日13度多)远大于地球公转角速度(每日1度左右),使月球有可能在公转中转到地球背着太阳的一面,从后方赶上来,钻进、穿过、钻出地球的影子。当月球一部分或全部钻进地球的阴影时,投向月球的太阳光就被地球给挡住了(一部分或全部),此时月亮上一部分或全部因接收不到太阳光而暂时失去光辉,这便发生了月食;当月球穿过地球的阴影或者说从地球的阴影中钻出来时,月食也就结束了。可见,月食过程中,最先钻进地球阴影的是月球东部边缘,即月食时总是东部边缘先食,同理,最先钻出地球阴影的也是月球东部过缘,即生光阶段最先被人看到的也是其东部边缘。
据研究,地球的阴影长度可达140万千米,在月地平均距离处(距地心384400千米)地影宽度约为9210千米(相当于月球直径3470千米的2.7倍)。在一次月全食的过程中,月球以平均每秒1000米的速度穿过地影,大约需要3个多小时,这个过程中,月球在绕地球公转轨道上大约自西向东公转了99分,与此同时地球也在绕太阳公转的轨道上自西向东公转了大约7.5分。两个数字比较就会发现:在月食过程中,月球绕地公转起了主导作用,我们可以粗略地认为“日地不动月球动”,是月球主动钻进了地球的阴影,而不能认为“日月不动地球动”,是“地球绕日公转中转到了太阳与月球中间”;同理,月食的结果是月球绕地公转中穿过钻出地球阴影的结果,而不是“地球转过去了”(日月还停在那儿不动)的结果。
《看月食》一文中,“爸爸”对月食成因的解释用了“地球转到了太阳和月亮的中间”、“等到地球转过去了”等词汇,它极容易给人造成这样的误解:日、月是相对静止的,地球在绕太阳公转中转到(即赶上并经过)太阳与月球的中间,挡住了太阳照到月亮上的光,就叫月食;等到地球转过太阳与月亮的中间后,月食也就结束了。事实上,不少小学语文教师就是按这种思路讲的。这样的解释有四个问题与实际不符:(1)月食开始前(“地球转到太阳与月亮的中间”之前),月球在哪里?按“爸爸”的解释只能得出月球在前方等着地球穿过它与太阳的中间的结论,实际情况是月球始终伴随地球绕日公转,月食开始前它正准备钻进地球的阴影;(2)月食结束后(“地球转过”太阳与月球的中间后),月球在哪里?按“爸爸”的解释似乎是月球被地球超过去了或月球被远远地抛到后边去了,实际情况是月球还在伴随地球向前公转,而且已经穿过地球的阴影,公转到地球阴影的前边(东边)去了;(3)月食过程中,月球哪个部位先开始被“食”?按“爸爸”的解释,地球最先挡住的是太阳投向月球西部边缘的光,即月食应先从西部边缘开始,但实际是最先从月球东部边缘开始;(4)月食的发生主要是哪种运动的结果?按“爸爸”的解释当然是地球绕日公转的结果,实际情况是地球始终是月球绕转的中心,而且地球绕日公转的角速度远小于月球绕地公转的角速度。
总之,《看月食》中“爸爸”对月食成因的解释是不确切的,它极容易给人造成直觉上的误解,必须予以修正。
有人说,太阳、地球、月球三个天体之间是相互吸引相绕转的关系,既然是相互绕转,那么说月食是地球转动的结果未偿不可。其实不然,相互绕转并不是说:“你绕我转,而我又绕你转”,而是说它们之间有个共同的绕转中心。地球月球相互绕转的中心既不是地心也不是月心,而是地月系的质量中心,它位于离开地心4671千米的地方。这就是说,地球月球相互绕转的中心虽不是地心,但仍在地球的内部,正因为如此,在一般情况下,我们可以说“月球绕着地球跑”,而不可以说“地球绕着月球跑”。忽视了这一点,就会颠倒天体之间的相互绕转关系,造成科学概念上的混乱。
综上所述,月食发生的条件是日月地三个天体大致在一条直线上且地球位于中间,这种格局的形成是三个天体相对运动的结果,其中月球的绕地公转周期短、速度快起了主导作用。在月食过程中,地球绕日公转位置变动很小,可以粗略地认为是“相对静止的”,月食的发生主要是月球在绕地公转中穿过地球阴影的结果。
《看月食》是一篇描述性的科普文章,理应准确无误地宣传科学道理。在涉及到科学性的问题上,不能有半点马虎。建议有关部门对《看月食》有关内容进行修正,在未修正以前,建议我们的小学语文教师在教学中加以注意并作些必要的处理,以使学生获得可靠的科学常识,也为学生以后学习自然、地理、物理、天文等课程打好基础。
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