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月亮的自轉
月亮是否繞軸自轉這個問題在古代曾經引起過許多爭論，因此我們要解釋一下。人人都知道月亮永遠以同一面對著我們。這說明它的自轉週期跟它繞地球公轉的週期是一致的。也許有人因此認為它根本不旋轉。這混亂的產生是因為關於運動的概念不同。在物理學中我們這樣判斷一個物體是否旋轉：用一根直線透過除轉軸外的任何方向，如果這根直線永遠不改變方向，那麼我們就說這個物體不旋轉。我們假想有這樣一根線透過月球，如果月球不自轉，那這根線就永不變方向——無論月亮在繞地球軌道中的哪一點上（如圖１７所示）。稍微仔細地研究一下這幅圖就可以知道：如果不是月亮自己也旋轉，那我們就一定會看到它全表面的各個部分的。
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月亮如何引起潮汐
住在海邊的人都特別熟悉海潮的漲落。平均說來海潮的漲落規律與月亮的週日視運動相符合——高潮恰巧比月亮經過當地子午圈晚了三刻鐘。這就是說，如果今天月亮在天空某處時海潮漲起，以後月亮又到那一處時一定又會有高潮，天天如此，月月年年亦復如此。我們很容易理解，月亮用它加在海洋上的引力造成了這種潮汐，月亮在任何地方上面天空時就會吸引起當地的水，難懂的只是一天有兩次潮，漲潮不僅在對著月亮的這邊有，連地球那邊背對著月亮的地方也有。關於這一問題，我們可以先溫習一下我們剛才提過的關於引力的知識：引力的大小是和距離的平方成反比的。換句話說，離月亮越遠的地方，受到的引力就越小。所以，地球上靠近月亮的那一面所受到的引力比較大，而背面受到的引力相對就要小一些。這個差異所產生的效果，就好像是有一種力量將地球拉扁了一樣——而這扁的方向，正是正對和背對月亮的方向，也就是潮汐了。
對於這種情形完善的解釋必然會引出一些運動規律來，在這裡，我們卻不打算這樣做。但我還是要補充一句：假如月亮加在地球上的吸引永在同一方向，幾天之後，兩者就要“砰”的一聲，撞在一起了。可是因為月亮繞地球轉，這吸引的方向便永遠改變，所以一個月內也只將地球拉離其平均位置約５ ０００千米。
也許又有人假定，既然月亮如此引起潮汐，那麼我們就總是當月亮在子午圈上時有高潮，而月亮在地平線上時則有低潮了。事實並不如此，原因有二。首先，地球所擁有的無比巨大的水體所造成的強大慣性，將會使得潮汐現象相對月亮位置的變化有一個延遲現象。這潮汐運動在月亮離開子午圈後還要繼續下去——這正像一塊石子離開手後還向上衝去，而波浪也被水的動力推向高於水平面的岸上一樣。另一原因是大陸的隔斷，海潮遇上大陸就按大陸情形而改變方向，但由一點轉向另一點又需要長時間。因此我們比較各地潮汐時就會發現其並不規則了。但是通常，這個延遲的時間等於我們剛才提到過的４５分鐘。
太陽也同月亮一樣要引起潮汐，但作用比較小——有興趣的讀者可以根據我們曾經給出的資料和方法，按照引力的平方規律來算出太陽和月亮引潮能力的不同。值得一提的是，新月和滿月時，這兩者在一條線上合力吸引，因此有最高潮和最低潮。這些是所有住在海濱的人都熟悉的，他們叫做“大潮”（ｓｐｒｉｎｇ ｔｉｄｅｓ）。在上弦和下弦時，太陽的吸引抵消了部分月亮的吸引，因此潮既不漲得極高也不落得極低，這就叫做“小潮”了（ｎｅａｐ ｔｉｄｅｓ）。
月食
月食是月亮進入了地球的陰影中。日食則是因為月亮在太陽與我們之間經過。我們以下就要說明這些現象中的最有趣的幾方面以及其發生的規律。
為什麼不是每次滿月都有月食呢？地球的陰影當然永遠在背對著太陽的一面，可是滿月的月亮卻有時在陰影上有時在陰影下經過，因此不會被蝕。這是因為月亮的軌道面對黃道平面約有５度的傾斜，地球卻正在黃道平面上執行而其陰影中心也正投在那兒。再回到我們從前的假想，把黃道在天球上畫出來，再進一步假定把月亮在天球上執行的視軌跡（白道）也畫出來。我們那時就會發現月亮的軌道與太陽軌道在相對的兩點相交，其交角只有５度。這兩點叫做“交點”（ｎｏｄｅｓ）。在一交點上月亮由下面移到了上面，或者說是從黃道南移到了黃道北。這一點叫做“升交點”（ａｓｃｅｎｄｉｎｇ ｎｏｄｅ）。在另一點上月亮則是由北而南，這一點叫做“降交點”（ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ ｎｏｄｅ）。
因為太陽比地球大
