我與地球 E-EARTH 互動學習中心

🚀 我與地球 E-EARTH 互動學習中心

透過模擬器與互動網頁，探索地球與宇宙的奧秘


🌌 天文主題系列
🪐
太陽系 3D 互動模擬
轉動視角，探索八大行星的運行軌道與相對位置。
開始模擬
🌑
月相變化模擬
觀察月球盈虧變化，理解日、地、月三者的關係。
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🔴
月食機制與成因
探索地球陰影如何遮蔽月球，解析月全食與半影月食。
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🌘
3D 日食與影子實驗室
透過 3D 視角觀察日食，並在影子實驗室中學習光影原理。
進入實驗
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🌍
四季與晝夜變化模擬
觀察地球自轉與公轉如何形成晝夜交替與四季更迭的現象。
開始觀察
🌍 即將推出：地球科學系列
🏔️
地質探索
板塊運動、岩石循環與地震模擬。
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大氣科學
天氣系統、氣壓與風向的流動機制。
籌備中
🌊
海洋世界
洋流、潮汐與深海環境的奧秘。
籌備中

四季與晝夜變化模擬

🌍 四季與晝夜模擬

向上基準
目前日期 06/22

月食機制與成因模擬

地球科學：月食機制與成因全模擬

🌔 Part 1：月食機制互動模擬

操作滑桿，觀察月球穿越地球影子時的食相變化

請拖動滑桿開始觀測
半影月食
(變暗)
月偏食
(缺角)
月全食
(紅月)

🔭 科普知識：為什麼月全食是「暗紅色的」？

地球本影範圍 大氣層 地球 太陽光入射 紅光折射 紅光折射 月球 (血月) ※ 僅長波紅光能經由大氣折射進入本影區

當月球完全進入地球本影（月全食）時，雖然太陽直射光被遮擋，但地球大氣層依然扮演了關鍵角色：

  • 大氣折射： 大氣層像透鏡一樣，將原本會掠過地球邊緣的陽光向內彎曲。
  • 光線篩選： 陽光通過厚厚的大氣層時，波長短的藍光被散射，只有穿透力強的長波紅光能抵達月球表面。

🌓 影子的奧秘：為什麼會有缺角？

  • 全部在半影區： 仍有部分太陽光線可以到達月球表面，所以不是缺一角，而是光線比較暗的黯淡滿月。
  • 部分在本影、部分在半影： 進入本影的部分無直射光（暗）；在半影的部分仍有光（亮）。這種明暗對比，造就了缺一角的現象。

🌌 Part 2：進階思考 - 為何不是每月都有月食？

請拖動下方滑桿，或在 3D 視窗中按住滑鼠左鍵旋轉畫面，從側面觀察黃道與白道的夾角。

3D 視角: 黃白道夾角

月球軌道面（白道）與地球公轉面（黃道）有約 5度 的夾角。

請旋轉視角至「側面」，觀察月球如何從地球影子的上方或下方溜過。

農曆日期: --
地球本影
黃道面
白道面
軌道交點
日地連線
注意! 月食發生

📐 什麼是「黃白道夾角」？

地球繞太陽公轉的平面稱為黃道面，而月球繞地球公轉的平面稱為白道面。

這兩個平面並不重合，而是有約 5度 的夾角。這就是為什麼每個月圓之夜（農曆十五），月球通常會從地球影子的上方或下方通過，而不會進入影子發生月食。

🔄 什麼是「軌道進動」與「地軸變化」？

當您滑動「模擬進動」時，其實是在模擬地球繞太陽公轉（月份變化）。在這個以太陽為固定參考點的視角中，我們會觀察到：

  1. 地軸方向改變： 地球自轉軸相對於太陽的角度會隨季節變化（造成四季）。
  2. 交點位置改變： 白道面與黃道面的交點線（紅色虛線）也會旋轉。

只有當交點線剛好轉到指向太陽時，月球才有機會在滿月時精準地進入地球影子，形成月食。

3D立體日食與影子實驗室

3D日食模擬器全集

Part 1：日食觀測模擬器

觀察：當月球遮住太陽時，地球上的觀測者會看到什麼？

載入中...
觀測者視野
(模擬天空)
日全食

🎛️ 參數控制

中
中央
12:00

📊 數據與圖例

☀️ 太陽視直徑0.53°
🌑 月球視直徑0.53°
本影 (全食)
偽本影 (環食)
半影 (偏食)

💡 操作說明

  • 拖動「時間」看地球自轉，模擬太陽東升西落。
  • 拖動「緯度」移動紅色的觀測者，觀察不同地區能否看到日食。
註：觀測者緯度與模擬時間為相對示意。實際日食發生的地點與時刻，會隨著不同年代月球位置而改變。

Part 2：進階思考－3D 空間模擬

為什麼不是每個月都有日食？

操作說明：旋轉畫面觀察黃道與白道夾角。使用下方控制台調整軌道。

月球影子未落在地球

🎛️ 軌道控制台

農曆 初一
交點錯開

📝 圖例

太陽方向
黃道面 (地球)
白道面 (月球)
交點線 (紅線)
月球影子

💡 什麼是軌道進動？

白道面（月球軌道）並非固定不動，而是會像陀螺一樣緩慢旋轉（進動），週期約18.6年。

只有當「進動」旋轉到特定角度，使軌道交點（紅線）剛好指向太陽時，初一的新月影子才會落在地球上，形成日食。

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