การที่คนบนโลกมองเห็นดวงจันทร์ขึ้นและตกเกิดจากสาเหตุใด

ดวงจันทร์คือ ดาวบริวารของโลก โคจรรอบโลกโดยใช้เวลาโคจรราว 27.3 วัน ดวงจันทร์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3,474 กิโลเมตร ระยะห่างระหว่างดวงจันทร์และโลกมีระยะทางราว 384,403 กิโลเมตร เนื่องจากดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองเท่ากับเวลาที่โคจรรอบโลก ดวงจันทร์จึงหันด้านเดียวเข้าหาโลกเสมอ เรียกด้านที่หันเข้าโลกว่าด้านใกล้ และด้านที่อยู่ตรงข้ามเรียกว่าด้านไกล

การขึ้นตกของดวงจันทร์

เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเองเป็นเวลาประมาณ 24 ขม ขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกใช้เวลา 27.3 วันโดยประมาณ ทำให้แต่ละวันดวงจันทร์จะขึ้นช้าลง 50 นาทีโดยประมาณ เพราะในแต่ละวันโลกต้องหมุนเพิ่ม 360/27.3=13.18 องศาเพื่อให้คนบนโลกเห็นพระจันทร์ขึ้น (13.18x(24×60)/360= 52.72) ดังนั้นดวงจันทร์จึงสามารถขี้นตกได้ทั้งกลางวันหรือกลางคืน

ข้อสังเกต

1. วันข้างขึ้นดวงจันทร์จะขึ้นก่อนพระอาทิตย์ตก และตกตอนกลางคืน
2. วันข้างแรมดวงจันทร์จะขึ้นหลังพระอาทิตย์ตก และตกตอนกลางวัน

ทิศการขึ้นตกของดวงจันทร์

เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเองจากทิศตะวันตกไปตะวันออก ดวงจันทร์จึงขึ้นทางตะวันออกและตกทางทิศตะวันตกเสมอ

ข้างขึ้นข้างแรมของดวงจันทร์

มนุษย์ทราบว่าดวงจันทร์มีรูปร่างซ้ำเดิมเป็นคาบคงที่ประมาณ 29.5 วัน ความรู้นี้เป็นประโยชน์ต่อการทราบวันเวลาของโลก ช่วยให้มนุษย์สามารถทราบฤดูกาลและกำหนดการเพาะปลูกได้ ต่อมาพัฒนาเป็นปฏิทินจันทรคติในภายหลัง

จันทร์ดับ (New Moon) คือวันที่เราไม่สามารถเห็นพระจันทร์ได้ พระจันทร์จะทำมุม 0 องศากับพระอาทิตย์ และขึ้นตกพร้อมพระอาทิตย์ ตรงกับปฏิทินไทยคือวันแรม 14 หรือ 15 ค่ำเป็นวันพระ แต่ในทางปฏิบัติอาจเป็นวันขึ้น 1 หรือ 2 ค่ำก็ได้ จากความคลาดเคลื่อนของระบบการทดเดือนทดวันของปฏิทินจันทรคติไทย

จันทร์ครึ่งดวง (First Quarter, Last Quarter) คือวันที่พระจันทร์สว่างครึ่งเดียว วันนี้พระจันทร์ทำมุม 90 องศากับพระอาทิตย์ ตรงกับปฏิทินไทยคือวันขึ้น 8 ค่ำหรือวันแรม 8 ค่ำ เป็นวันพระ แต่ในทางปฏิบัติอาจเป็นวันขึ้น 7 หรือแรม 7 ค่ำ ก็ได้ จากความคลาดเคลื่อนของระบบการทดเดือนทดวันของปฏิทินจันทรคติไทย

จันทร์เพ็ญ (Full Moon) คิอวันที่พระจันทร์สว่างเต็มดวง วันนี้พระจันทร์ทำมุม 180 องศากับพระอาทิตย์ ตรงกับปฏิทินไทยคือวันขึ้น 15 ค่ำเป็นวันพระ แต่ในทางปฏิบัติอาจเป็นวันขึ้น 14-15 หรือแรม 1-2 ค่ำ ก็ได้ จากความคลาดเคลื่อนของระบบการทดเดือนทดวันของปฏิทินจันทรคติไทย

การสังเกตดวงจันทร์ว่าเป็นข้างขี้นหรือข้างแรม

ในซีกโลกเหนือเราสามารถดูด้านสว่างของดวงจันทร์เพื่อบอกว่าดวงจันทร์อยู่ข้างขึ้นหรือข้างแรมได้ โดยดวงจันทร์ข้างขี้นจะมีด้านสว่างอยู่ทางขวาของเราเสมอ เมื่อลากเส้นของด้านสว่างจะเหมือนตัวอักษร C กลับหลังหรือ D  และดวงจันทร์ข้างแรมจะมีด้านสว่างอยู่ด้านซ้ายของเราเสมอ เมื่อลากเส้นของด้านสว่างจะเหมือนตัวอักษร C หรือ D กลับหลัง

ส่วนซีกโลกใต้จะสังเกตเห็นด้านสว่างกลับกันดังนี้ ดวงจันทร์ข้างขี้นจะมีด้านสว่างอยู่ทางซ้ายของเราเสมอ เมื่อลากเส้นของด้านสว่างจะเหมือนตัวอักษร C หรือ D กลับหลัง และดวงจันทร์ข้างแรมจะมีด้านสว่างอยู่ด้านขวาของเราเสมอ เมื่อลากเส้นของด้านสว่างจะเหมือนตัวอักษร C กลับหลัง หรือ D

ข้างขึ้นข้างแรมที่ซีกโลกเหนือ เส้นศูนย์สูตร และซีกโลกใต้

เนื่องจากเราอยู่บนผิวโลก และแต่ละจุดบนโลกทำมุมกับดวงจันทร์ต่างกัน ดังนั้นที่ตำแหน่งต่างกันบนโลกจะเห็นเสี้ยวและเงาบนพระจันทร์ไม่เหมือนกัน

ลักษณะดวงจันทร์ที่ปรากฎต่คนบนโลกที่ตำแหน่งต่างกัน จะมีลักษณะดังรูปด้านล่าง

ที่ขั้วโลกเหนือ

ที่ซีกโลกเหนือ

ที่เส้นศูนย์สูตร

ที่ซีกโลกใต้

ที่ขั้วโลกใต้

โลกหมุนช้าเพราะดวงจันทร์

ดวงจันทร์ดึงดูดโลกทำให้น้ำเคลื่อนเข้าหาดวงจันทร์ น้ำจึงไหลสวนทางกับการหมุนของโลก ทำให้เกิดแรงต้านการหมุนของโลก แรงต้านดังกล่าวทำให้โลกหมุนช้าลง 2.3 มิลลิวินาทีต่อศตวรรษ โลกเมื่อ 1,400 ล้านปีก่อน เวลา 1 วันบนโลกมีเพียง 18 ชั่วโมง 41 นาทีเท่านั้น

อย่างไรก็ตามการที่แรงดึงดูดดวงจันทร์กระทำต่อโลกของเราส่งผลให้ดวงจันทร์ค่อยๆเคลื่อนที่ห่างจากโลกเราเรื่อยๆปีละ 3.81 เซนติเมตร ดังนั้นในอนาคตเมื่อแรงต้านและการหมุนรอบตัวเองของโลกเข้าสู่สมดุล โลกจะหมุนรอบตัวเองใช้เวลา 47 วันเท่ากับเวลาที่ดวงจันทร์จะโคจรรอบโลก ในเวลานั้นโลกจะเห็นดวงจันทร์ปรากฏที่ตำแหน่งเดิมบนโลกตลอดเวลา แต่เหตุการณ์นี้จะใช้เวลามากกว่า 4.5 พันล้านปี หลังดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดงแล้ว

- ดวงอาทิตย์ที่ขึ้นตรงจุดทิศตะวันออกพอดี จะขึ้นไปสูงสุด ณ จุดที่อยู่ ทางทิศใต้ของจุดเหนือศีรษะประมาณ 15 องศา

- ดวงอาทิตย์ที่ขึ้นทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ จะขึ้นไปสูงสุด ณ จุดที่อยู่ ทางทิศเหนือเป็นมุมเงยประมาณ 60 องศา เป็นต้น

“ดวงจันทร์” อยู่ในระบบสุริยจักรวาล จัดเป็นดาวเคราะห์ที่ไม่มีแสงสว่างในตนเอง แต่ที่มีแสงส่องสว่างอย่างที่เราเห็นกันนั้น เป็นเพราะได้รับแสงสะท้อนมาจากดวงอาทิตย์ จึงทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์รูปลักษณ์ต่างๆเป็นรูปพระจันทร์ครึ่งเสี้ยวบ้าง รูปแบบพระจันทร์เสี้ยวบ้าง พระจันทร์เต็มดวงบ้าง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการหมุนของโลกกับดวงจันทร์ ซึ่งทั้งโลกและดวงจันทร์ต่างก็หมุนรอบซึ่งกันและกัน ในขณะเดียวกันทั้งโลกและดวงจันทร์หมุนรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้นหากดวงจันทร์หันด้านที่รับแสงจากดวงอาทิตย์เข้าหาโลก เราก็จะเห็นดวงจันทร์มาก ในทางกลับกันถ้าดวงจันทร์ด้านที่ได้รับแสงดวงอาทิตย์น้อย เราก็จะพลอยได้เห็นดวงจันทร์ตามไปด้วย

ดวงจันทร์เป็นบริวารดวงเดียวของโลก มีขนาดเล็กกว่าโลก คือ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3,476 กิโลเมตร โลกของเราใหญ่กว่าดวงจันทร์ประมาณ 4 เท่า ดวงจันทร์มีความหนาแน่น เฉลี่ย 3.34 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

ดวงจันทร์เป็นวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ซึ่งจากการขึ้นไปสำรวจดวงจันทร์ พบว่า บนดวงจันทร์ไม่มีน้ำ ไม่มีบรรยากาศและไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ เชื่อว่าดวงจันทร์มีอายุประมาณ 4,600 ล้านปีใกล้เคียงกับโลก

สำหรับกำเนิดของดวงจันทร์ยังมีอยู่หลากหลายข้อสมมติฐาน บ้างก็ว่าโลกและดวงจันทร์เกิดพร้อมๆ กันจากกลุ่มก้อนก๊าซมหึมาของเนบิวลาต้นกำเนิดระบบสุริยะ บ้างก็ว่าดวงจันทร์แตกตัวออกจากโลก ขณะที่โลกเริ่มก่อรูปร่างขึ้นทำให้มีการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว มวลสารบางส่วนจึงหลุดออกมาเป็นดวงจันทร์

ดวงจันทร์เคลื่อนรอบโลก รอบละ 1 เดือน โดยการที่โลกหมุนรอบตัวเองไปทางทิศตะวันออก ทำให้คนบนโลกเห็นดวงจันทร์ขึ้นทางทิศตะวันออกและตกทางทิศตะวันตก เคลื่อนที่ผ่านกลุ่มดาวจักรราศี ในคืนเดียวกันที่เวลาต่างกัน เราจะเห็นดวงจันทร์เคลื่อนที่ปรากฏจากทิศตะวันออกไปทางทิศตะวันตก

ดวงจันทร์เปลี่ยนตำแหน่งและเปลี่ยนรูปร่างเร็วมาก กล่าวคือ ในช่วงข้างขึ้น รูปร่างจะปรากฏโตขึ้นจากเป็นเสี้ยวเล็กที่สุดเมื่อวันขึ้น 1 ค่ำ ถึงโตที่สุดเป็นรูปวงกลมหรือจันทร์เพ็ญเมื่อวันขึ้น 15 ค่ำ ที่เป็นเช่นนี้เพราะในแต่ละวัน ดวงจันทร์ด้านสว่างที่หันมาทางโลกมีขนาดไม่เท่ากัน สัดส่วนของด้านสว่างที่สะท้อนแสงมาทางโลกมีขนาดโตขึ้นสำหรับวันข้างขึ้น และมีสัดส่วนน้อยลงสำหรับวันข้างแรม

การเปลี่ยนตำแหน่งเทียบกับดาวฤกษ์แตกต่างไปจากการเปลี่ยนตำแหน่งเทียบกับขอบฟ้า ซึ่งเกิดขึ้นเพราะการหมุนรอบตัวเองของโลก ทำให้เกิดปรากฏการณ์ขึ้น-ตกของวัตถุท้องฟ้าทุกอย่างไม่ว่าจะเป็นดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ ขึ้น-ตก เพราะโลกหมุนรอบตัวเองทั้งสิ้น

การเห็นรูปลักษณะดวงจันทร์จากประเทศที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร เช่น ประเทศไทย ในวันข้างแรมมาก ๆ ขณะดวงจันทร์เป็นเสี้ยว จะเห็นลักษณะรูปร่างของปลายเขาควายชี้ขึ้นจากขอบฟ้า หรือในวันข้างขึ้นน้อย ๆ ขณะดวงจันทร์อยู่ใกล้ขอบฟ้าด้านตะวันตกจะเห็นรูปร่างของดวงจันทร์เป็นรูปเขาควายหงายเช่นเดียวกัน แต่ถ้าเราไปดูดวงจันทร์หรือถามเพื่อนที่อยู่ในประเทศใกล้ขั้วโลกว่าเห็นดวงจันทร์ข้างแรมแก่ ๆ หรือข้างขึ้นน้อย ๆ มีรูปร่างลักษณะเช่นใด เราจะพบว่าดวงจันทร์เสี้ยวปรากฏเป็นแบบเขาควายตะแคงคือปลายเขาหนึ่งชี้ลงไป ที่ขอบฟ้าส่วนอีกเขาหนึ่งมีปลายเขาชี้ขึ้นฟ้า สาเหตุที่เป็นเช่นนี้เพราะขอบฟ้าของคนที่อยู่ในประเทศไทยแตกต่างไปจากขอบฟ้าของคนที่อยู่ใกล้ขั้วโลก

ณ บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรของโลก ด้านนูนของดวงจันทร์ชี้ลงไปที่ขอบฟ้า ทำให้ปลายแหลมทั้ง 2 ข้างของดวงจันทร์ชี้ขึ้นจากขอบฟ้า หรือที่เรียกว่า "เขาควายหงาย" นั่นเอง แต่เมื่อดูจากประเทศใกล้ขั้วโลกเหนือ ซึ่งมีขอบฟ้าอยู่ในแนวเกือบตั้งฉากกับขอบฟ้าของผู้ที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร จะพบว่า "เขาควายตะแคง" ปลายแหลมของดวงจันทร์ข้างหนึ่งชี้ลงไปทางขอบฟ้า ส่วนปลายแหลมอีกข้างหนึ่งชี้ขึ้นสูงจากขอบฟ้า นี่คือรูปร่างลักษณะที่เห็นแตกต่างกัน เมื่อดูดวงจันทร์จากประเทศที่มีละติจูดต่างกัน เมื่อดูดวงจันทร์จากประเทศที่มีละติจูดต่างกันมาก ๆ รูปจันทร์เสี้ยวที่อยู่ในภาพวาดของฝรั่งจึงมักจะเป็นรูปจันทร์เสี้ยวตะแคงเสมอ

นอกจากจะเห็นรูปร่างท่าทางแตกต่างกันเทียบกับขอบฟ้าแล้ว เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ที่อยู่ไกล ยังเห็นดวงจันทร์อยู่คนละที่ด้วย ทั้งนี้เพราะดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากเมื่อเทียบกับดวงอื่นๆ ดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกเพียงประมาณ 30 เท่า ของเส้นผ่านศูนย์กลางโลกเท่านั้น ดวงจันทร์ยังเป็นบริวารที่ดีของโลก ช่วยทำให้โลกหมุนอย่างราบเรียบ เป็นจักรกลสำคัญที่ทำให้เกิดน้ำขึ้น-น้ำลงบนโลก เป็นผู้สร้างปรากฏการณ์ที่น่าตื่นเต้นประทับใจให้แก่คนบนโลกอย่างมิรู้ลืม อันได้แก่ สุริยุปราคาเต็มดวง การเห็นดวงจันทร์เพ็ญว่าบางส่วนมีสีคล้ำทำให้เกิดจินตนาการไปว่ามีกระต่ายอยู่บนดวงจันทร์ ก็เป็นความฝันที่สร้างจินตนาการที่ดีให้แก่เด็ก ๆ และการเกิดดวงจันทร์ข้างขึ้น-ข้างแรม นอกจากจะนำมาใช้เป็นเครื่องวัดเวลาแล้ว ยังทำให้เกิดนิทานเล่าขานต่าง ๆ ในทุกส่วนของโลก

จะเห็นว่า ดวงจันทร์มีการเปลี่ยนแปลงที่เราสามารถเห็นได้ชัดมากที่สุดทางด้านกายภาพ เราจะเห็นว่าทุกเดือนรูปร่างของดวงจันทร์จะเปลี่ยนไปตามระยะต่าง ๆ หรือ phases ซึ่งเกิดจากการที่เรามองเห็นด้านสว่างของดวงจันทร์ ซึ่งเป็นแสงสะท้อนจากดวงอาทิตย์ในมุมที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับว่าดวงจันทร์อยู่ตรงตำแหน่งใดในความสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และโลกในเวลา 29.5 วัน หรือประมาณหนึ่งเดือน การโคจรของดวงจันทร์รอบโลกจะแบ่งเป็น 8 ระยะดังนี้คือ

1. New Moon หมายถึง ระยะที่ดวงจันทร์อยู่ตรงกลางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ในทิศทางเดียวกัน โดยด้านที่รับแสงอาทิตย์หันไปจากโลก ดวงจันทร์จะดูมืดสนิททั้งดวง ดังนั้นเราจึงมองไม่เห็นดวงจันทร์ยกเว้นเวลาที่เกิดสุริยุปราคา ในระยะพระจันทร์ใหม่นี้ ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกประมาณเวลาเดียวกัน

2. Waxing Crescent Moon ขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกเราจะเห็นด้านที่รับแสงอาทิตย์มากขึ้นตามลำดับ เป็นพระจันทร์ข้างขึ้นหรือ Waxing Moon ซึ่งตอนแรกจะเป็นเสี้ยวเล็ก ๆ และค่อย ๆ เพิ่มขนาดขึ้นตามลำดับ ระยะนี้เรียกว่า พระจันทร์เสี้ยว หรือ Crescent Moon

3. Quarter Moon ประมาณ 1 สัปดาห์หลังจาก New Moon ดวงจันทร์ จะหมุนรอบโลกไปประมาณ 1 ใน 4 ของวงโคจร เราจะเห็นครึ่งหนึ่งของด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์หรือ 1 ส่วน 4 ของดวงจันทร์ เรียกว่า ระยะเสี้ยวแรก

4. Waxing Gibbous Moon ระหว่างสัปดาห์ต่อมาเราจะเห็นดวงจันทร์ด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์มากขึ้นทุกที ดวงจันทร์จะมีลักษณะที่เรียกว่า gibbous คือ นูนทั้ง 2 ด้าน คล้ายหนอกของวัว

5. Full Moon 2 สัปดาห์หลังจาก ระยะพระจันทร์ใหม่ ดวงจันทร์จะเดินทางรอบโลกได้ครึ่งทางและด้านที่ได้รับแสงอาทิตย์จะทับกันสนิทกับด้านที่หันมายังโลก ทำให้เราเห็นเป็นดวงกลมคือ พระจันทร์เต็มดวง ในระยะนี้พระจันทร์จะขึ้นตอนที่พระอาทิตย์ตก และจะตกตอนที่พระอาทิตย์ขึ้น ถ้าดวงจันทร์อยู่ในระนาบเดียวกันพอดีระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์จะเกิดเป็นจันทรุปราคา

6. Waning Gibbous Moon จากระยะนี้ไปจนกว่าจะเต็มดวงอีกครั้งหนึ่ง ดวงจันทร์ด้านที่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์จะมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ ช่วง 1 สัปดาห์หลังจากพระจันทร์เต็มดวงนี้จะเป็นระยะพระจันทร์ข้างแรม

7. Last Quarter Moon ๓ สัปดาห์ หลังจากระยะพระจันทร์ใหม่ เราจะเห็นครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์ด้านที่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์อีกครั้งหนึ่ง เรียกว่า ระยะเสี้ยวสุดท้าย

8. Waning Crescent Moon ระหว่างสัปดาห์ที่ 4 ขนาดของดวงจันทร์จะลดลงจนมองเห็นเป็นรูปเคียวบาง ๆ ขนาดของดวงจันทร์ยังขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างดวงจันทร์กับโลกด้วย ในทางดาราศาสตร์และวงการวิทยาศาสตร์ คำที่ใช้เรียกปรากฏการณ์ที่ดวงจันทร์เข้าใกล้โลกมากที่สุด คือ lunar perigee (perigee หมายถึงจุดในวงโคจรของวัตถุในอวกาศที่อยู่ใกล้โลก) ซึ่งดวงจันทร์จะดูสว่างมากและมีขนาดใหญ่กว่าปกติ สำหรับคนทั่วไปจะรู้จักปรากฏการณ์นี้ในชื่อ Supermoon ซึ่งเป็นคำที่นักโหราศาสตร์ชื่อ ริชาร์ด โนลล์ (Richard Nolle) เป็นผู้บัญญัติ โดยให้คำจำกัดความว่าเป็น “พระจันทร์ใหม่หรือพระจันทร์เต็มดวงที่เกิดขึ้นโดยดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากที่สุด (ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์) ในวงโคจร (perigee) สรุปคือ โลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์อยู่ในระนาบเดียวกัน โดยที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากที่สุด” ในปีหนึ่ง ๆ จะเกิด Supermoon ประมาณ 4 ถึง 6 ครั้ง โดยอยู่ห่างจากโลกเพียง 300,000 กว่า กิโลเมตรเท่านั้น

ปรากฏการณ์ข้างขึ้นข้างแรม (The phase of the moon)

ปรากฏการณ์ข้างขึ้นข้างแรมของดวงจันทร์ คือ ลักษณะเว้าแหว่งของดวงจันทร์ที่เกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงไปตลอดทั้งเดือน ซึ่งนักปราชญ์ชาวกรีกชื่อ ฮิบปราคัส เป็นคนแรกที่สามารถอธิบายถึงเหตุผลของการเกิดปรากฏการณ์เช่นนี้ได้ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของดวงจันทร์นั้น เกิดขึ้นจากแสงของดวงอาทิตย์ที่กระทบผิวของดวงจันทร์แล้วสะท้อนกลับมายังผู้สังเกตที่อยู่บนโลก ซึ่งลักษณะการเว้าแหว่งของดวงจันทร์นั้น เป็นมุมมองที่เกิดขึ้นกับผู้สังเกตบนโลกนั่นเอง

คาบการโคจรของดวงจันทร์รอบโลกหนึ่งรอบนั้น มีอยู่สองแบบคือ

1. synodic period (ไซโนดิค พีเรียด) หรือคาบการโคจรครบ 1 รอบเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์บนท้องฟ้า ซึ่งมีค่าเท่ากับ 27.5 วัน เป็นคาบเวลาจริง ดังนั้นใน 1 รอบทรงกลมท้องฟ้า ดวงจันทร์จะเปลี่ยนตำแหน่งไป 27 ตำแหน่งหรือเคลื่อนไปทางทิศตะวันออกราววันละ 13.33 องศา (360 / 27.5)

2. sidereal period (ไซดิเรียล พีเรียด) หรือคาบการโคจรครบ 1 รอบเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ ระหว่างที่ดวงจันทร์โคจรไปรอบโลกนั้น โลกเองก็โคจรไปรอบดวงอาทิตย์ด้วยเช่นกัน เมื่อดวงจันทร์โคจรครบรอบ synodic period (27.5วัน) แล้ว โลกก็มีการเปลี่ยนตำแหน่งไปด้วย ทำให้ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปจากตำแหน่งเดิมเช่นกัน คือเคลื่อนไปทิศตะวันออกอีกราว 27 องศา ( ดวงอาทิตย์เปลี่ยนตำแหน่งไปจากเดิมวันละ 1 องศาโดยประมาณ) ทำให้ดวงจันทร์ต้องใช้เวลาเคลื่อนที่อีกนิดเพื่อให้ทันดวงอาทิตย์ ดังนั้น sidereal period จะมากกว่า synodic period อยู่ 2 วัน รวมเป็น 29.5 วัน

        จากภาพ ให้ผู้สังเกตจินตนาการว่า อยู่นอกโลกหรืออยู่ในอวกาศ แล้วมองกลับมาที่โลก และเห็นดวงจันทร์โคจรรอบโลก ภาพดวงจันทร์ด้านใน (ด้านที่อยู่ติดกับโลก) คือธรรมชาติที่แท้จริงของดวงจันทร์ ด้วยเหตุเพราะดวงจันทร์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง ซึ่งจะเห็นได้จากดวงจันทร์จึงมีส่วนสว่างครึ่งดวงคือด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์  ในขณะเดียวกัน ดวงจันทร์โคจรรอบโลก ส่วนที่โดนแสงอาทิตย์หันเข้าหาโลกเปลี่ยนไปเมื่อมองจากโลกจึงเห็นรูปร่างของดวงจันทร์เปลี่ยนไป วงนอกเป็นภาพปรากฏของเสี้ยวดวงจันทร์ ที่เห็นจากผู้สังเกตบนโลก วงในคือตำแหน่งต่าง ๆ ของดวงจันทร์เมื่อโคจรรอบโลก 1 รอบโดยใช้ดวงอาทิตย์เป็นจุดอ้างอิง Sidereal Period

ดังนั้นคาบการเกิดเสี้ยวบนดวงจันทร์จะอ้างอิงกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์เป็นหลัก คือจากตำแหน่งดวงจันทร์มืด (คืนเดือนมืด) ครั้งแรกจนถึงดวงจันทร์มืดอีกครั้งจะกินเวลา 29.5 วัน ตามค่า Sidereal Period นั่นเอง

New Moon หรือ เดือนมืด เป็นตำแหน่งที่ดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ หรือดวงจันทร์อยู่หน้าดวงอาทิตย์นั่นเอง ในวันนี้ผู้สังเกตที่อยู่ด้านมืดหรือด้านกลางคืน และด้านกลางวันบนโลกจะมองไม่เห็นดวงจันทร์ เราจึงเรียกว่าคืนเดือนมืด หรือ จันทร์ดับ

Full Moon หรือ วันเพ็ญ ตรงกับขึ้น 15 ค่ำ เป็นตำแหน่งที่ดวงจันทร์อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ หรือเป็นตำแหน่งตรงข้ามกับ New Moon ซึ่งแสงจากดวงอาทิตย์จะตั้งฉากกับดวงจันทร์พอดี ผู้สังเกตที่อยู่ด้านกลางวัน จะไม่เห็นดวงจันทร์บนท้องฟ้าเลย ในขณะผู้ที่อยู่ด้านมืดจะเห็นดวงจันทร์นานที่สุดคือเริ่มจับขอบฟ้าตั้งแต่เวลาประมาณ 6 โมงเย็น และตกตอน 6 โมงเช้าของอีกวันหนึ่ง โดยที่เวลาเที่ยงคืนดวงจันทร์จะอยู่กลางศีรษะพอดี

ข้างขึ้น (Waxing) เป็นช่วงที่เกิดขึ้นระหว่างคืนเดือนมืดจนถึงคืนวันเพ็ญ โดยใช้ด้านสว่างของดวงจันทร์เป็นตัวกำหนด แบ่งออกเป็น 15 ส่วน เริ่มจาก ขึ้น 1...2...3... ค่ำ จนถึง ขึ้น 15 ค่ำ เราแบ่งข้างขึ้นออกเป็น 3 ช่วงคือ

1) ช่วงข้างขึ้นอ่อนๆ ตั้งแต่ ขึ้น 1..2..3 ค่ำ จนถึง ขึ้น 7 ค่ำ ภาษาอังกฤษจะใช้คำว่า Waxing Crescent ดวงจันทร์จะปรากฏเป็นเสี้ยวสว่างบางๆ จนถึงเกือบครึ่งดวง โดยหันด้านสว่างไปทางด้านใกล้ดวงอาทิตย์ด้านทิศตะวันตก คือเราจะเห็นอยู่บนท้องฟ้าด้านทิศตะวันตกตอนหัวค่ำนั่นเอง

2) จันทร์ครึ่งดวงครั้งแรก ภาษาอังกฤษใช้คำว่า First Quarterหรือตรงกับ ขึ้น 8 ค่ำ ดวงจันทร์ทำมุม 90 องศาระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ จะเริ่มเห็นจับขอบฟ้าตั้งแต่เวลาเที่ยงวันโดยประมาณ และเริ่มมองเห็นได้ในตอนกลางวันเพราะมีขนาดเสี้ยวค่อนข้างใหญ่ แล้วจะตกลับฟ้าในตอนเที่ยงคืนโดยประมาณ

3) ช่วงข้างขึ้นแก่ๆ ตั้งแต่ ขึ้น 9 ค่ำจนถึงขึ้น 14 ค่ำ จะเรียกว่า Waxing Gibbous ดวงจันทร์จะปรากฏด้านสว่างค่อนข้างใหญ่ มองเห็นได้ในตอนกลางวันทางขอบฟ้าด้านทิศตะวันออกตั้งแต่หลังเที่ยงวันไปแล้ว

ข้างแรม (Waning) เป็นช่วงที่เกิดขึ้นระหว่างคืนวันเพ็ญจนถึงคืนเดือนมืดอีกครั้ง โดยใช้ด้านมืดของดวงจันทร์เป็นตัวกำหนด แล้วแบ่งออกเป็น 15 ส่วนเช่นกัน เริ่มจาก แรม 1..2...3.. ค่ำ จนถึงแรม 14-15 ค่ำ โดยจะเริ่มเห็นดวงจันทร์ ตั้งแต่ตอนหัวค่ำจนถึงเกือบรุ่งเช้าด้านทิศจะวันออก โดยหันด้านสว่างของดวงจันทร์ไปทางทิศตะวันออกหรือด้านใกล้ดวงอาทิตย์ จะเป็นช่วงที่อยู่ตรงข้ามกับข้างขึ้นนั่นเอง เราแบ่งช่วงข้างแรมออกเป็น 3 ช่วงเช่นกันคือ

1) ช่วงข้างแรมอ่อนๆ ตั้งแต่ แรม 1 ค่ำ..2..3..4 จนถึงแรม 7 ค่ำ จะเรียกว่า Waning Gibbous จะเป็นช่วงที่เราเห็นด้านสว่างของดวงจันทร์ค่อนข้างมาก และเริ่มลดลงเรื่อยๆจนถึงครึ่งดวง เห็นได้ตั้งแต่ตอนหัวค่ำจนถึงเที่ยงคืนด้านทิศตะวันออก

2) จันทร์ครึ่งดวงครั้งสุดท้าย หรือ Last Quater ตรงกับแรม 8 ค่ำ ดวงจันทร์ทำมุม 90 องศาระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์อีกครั้ง ซึ่งจะเริ่มเห็นจับของฟ้าด้านทิศตะวันออกตั้งแต่เวลาเที่ยงคืนโดยประมาณ และตกลับขอบฟ้าในตอนเที่ยงวันของอีกวันหนึ่ง ซึ่งด้านมืดและด้านสว่างของดวงจันทร์ในคืนแรม 8 ค่ำนี้ จะอยู่สลับกันคือตรงข้ามกับคืนวันขึ้น 8 ค่ำ

3) ช่วงข้างแรมแก่ๆ ตั้งแต่ แรม 9 ค่ำ ...10..11..จนถึงแรม 14 -15 ค่ำ จะเรียกว่า Waning Crescent ซึ่งเราจะเห็นดวงจันทร์เป็นเสี้ยวตั้งแต่ครึ่งดวงจนถึงบางๆอีกครั้ง แต่จะเห็นค่อนข้างดึกจนถึงใกล้รุ่งเช้า โดยหันด้านเสี้ยวสว่างเข้าหาดวงอาทิตย์ด้านทิศตะวันออก และต่อจากนี้ดวงจันทร์ก็จะไปอยู่ด้านหน้าดวงอาทิตย์อีกครั้ง คือเริ่มต้น New Moon อีกครั้งแบบนี้ไปเรื่อยๆเริ่มวัฏจักรของข้างขึ้นข้างแรมใหม่ ซึ่งจะกินเวลา 1 รอบ 29.5 วัน เราเรียก 1 รอบดวงจันทร์ หรือ 1 เดือน (เมื่อเดือนนั้นเราหมายถึงดวงจันทร์ ในขณะที่ภาษาอังกฤษเองก็ใช้คำว่า Month มาจากคำว่า Moon นั่นเอง)

จะเห็นว่าถ้าเราเข้าใจลักษณะเสี้ยวของดวงจันทร์รวมถึงทิศและเวลาในการปรากฏของดวงจันทร์บนท้องฟ้าแล้ว เราก็จะทราบได้ทันทีว่าคืนนั้นตรงกับข้างขึ้นหรือข้างแรมกี่ค่ำ ตัวอย่างเช่น เราเห็นดวงจันทร์เป็นเสี้ยวสว่างราว 3 ใน 15 ส่วนของดวงจันทร์ และอยู่บนขอบฟ้าด้านทิศตะวันตก เราก็ทราบได้ทันทีว่าเป็นขึ้น 3 ค่ำ ในทางตรงกันข้ามหากเราเห็นเสี้ยวสว่าง 3 ใน 15 ส่วนของดวงจันทร์เช่นกัน แต่อยู่บนขอบฟ้าด้านทิศตะวันออก เราก็ทราบได้ทันทีว่าเป็นช่วงข้างแรม 12 ค่ำ (พิจารณาด้านมืดจะมี 12 ส่วน มาจาก 15 ลบ 3)

ลักษณะเสี้ยวของดวงจันทร์ช่วงข้างขึ้นกับข้างแรมจะเกิดขึ้นคนละด้านของดวงจันทร์ที่หันเข้าหาโลก

ภาพกลาง เป็นภาพดวงจันทร์เต็มดวงที่เราเห็นในคืนวันเพ็ญหรือ ขึ้น 15 ค่ำ ด้านบนจะเป็นทิศเหนือของดวงจันทร์ ขณะที่ด้านขวามือจะเป็นทิศตะวันออกและซ้ายมือจะเป็นทิศตะวันตก

ภาพซ้าย เป็นภาพดวงจันทร์ข้างขึ้น ประมาณ ขึ้น 7 ค่ำเกือบเต็มดวง สังเกตว่าด้านสว่างของดวงจันทร์นั้นจะเริ่มเกิดขึ้นจากทิศตะวันออกของดวงจันทร์ก่อน แล้วเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนเต็มดวงในวันขึ้น 15 ค่ำ

ภาพขวา เป็นภาพดวงจันทร์ข้างแรม ประมาณแรม 9-10 ค่ำ ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวง แต่ด้านสว่างจะไปปรากฏซีกตะวันตกของดวงจันทร์แทน โดยที่ด้านมืดของดวงจันทร์เริ่มไล่มาจากด้านทิศตะวันออกของดวงจันทร์ตอนแรม 1 ค่ำ และเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนเห็นด้านสว่างของดวงจันทร์เป็นเสี้ยวบางด้านทิศตะวันตกของดวงจันทร์ช่วงแรม 13 ค่ำ

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

เมื่อดาวดวงหนึ่งได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงจากดาวอีกดวงหนึ่ง ด้านที่อยู่ใกล้จะได้ถูกดึงดูดมากกว่าด้านที่อยู่ไกล ความแตกต่างของแรงทั้งด้านจะทำให้เกิดความเครียดภายใน ถ้าเนื้อของดาวไม่แข็งแรงพอก็อาจจะทำให้ดาวแตกได้ ถ้าเนื้อของดาวมีความหยุ่นก็จะทำให้ดาวยืดออกเป็นทรงรี เราเรียกแรงภายในที่แตกต่างนี้ว่า "แรงไทดัล" (Tidal force) ยกตัวอย่างเช่น แรงที่ทำให้ดวงจันทร์บริวารแตกเป็นวงแหวนของดาวเสาร์ แรงที่ทำให้ดาวพุธเป็นทรงรี และแรงที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งจะอธิบายได้ตามกฏแปรผกผันยกกำลังสองของนิวตัน เมื่อวัตถุอยู่ไกลจากกันแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุจะลดลง

แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กระทำ ณ ตำบลต่างๆ ของโลกแตกต่างกัน โดยสามารถวาดลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของแรงดึงดูด ซึ่งเกิดจากอิทธิพลความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ได้ดังภาพ

เมื่อพิจารณาแรงไทดัล ณ จุดใดๆ ของโลก แรงไทดัลภายในโลกมีขนาดเท่ากับ ความแตกต่างระหว่างแรงดึงดูดจากดวงจันทร์ที่กระทำต่อจุดนั้นๆ กับแรงดึงดูดจากดวงจันทร์ที่กระทำต่อศูนย์กลางของโลก ซึ่งสามารถเขียนลูกศรแสดงขนาดและทิศทางของแรงในภาพ

เนื่องจากเปลือกโลกเป็นของแข็ง จึงไม่สามารถยืดหยุ่นตัวไปตามแรงไทดัลซึ่งเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ได้ แต่ทว่าพื้นผิวส่วนใหญ่ของโลกปกคลุมด้วยน้ำในมหาสมุทร จึงปรับตัวเป็นรูปทรงรี ตามแรงไทดัลที่เกิดขึ้นดังรูป ทำให้เกิดปรากฏการณ์ "น้ำขึ้นน้ำลง" (Tides)​ โดยที่ระดับน้ำทะเลจะขึ้นสูงสุดบนด้านที่หันเข้าหาดวงจันทร์และด้านตรงข้ามดวงจันทร์ (ตำแหน่ง H และ H’) และระดับน้ำทะเลจะลงต่ำสุดบนด้านที่ตั้งฉากกับดวงจันทร์ (ตำแหน่ง L และ L’) โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ทำให้ ณ ตำแหน่งหนึ่งๆ บนพื้นผิวโลก จึงเคลื่อนผ่านบริเวณที่เกิดน้ำขึ้นและน้ำลงทั้งสองด้าน ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง วันละ 2 ครั้ง

เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลก ขณะที่โลกเองก็หมุนรอบตัวเอง จึงทำให้เรามองเห็นดวงจันทร์ขึ้นช้าไปวันละ 50 นาที หนึ่งวันมีน้ำขึ้น 2 ครั้ง ดังนั้นน้ำขึ้นครั้งต่อไปจะต้องบวกไปอีก 12 ชั่วโมง 25 นาที เช่น น้ำขึ้นครั้งล่าสุดน้ำขึ้นเวลา 24.00 น. น้ำขึ้นครั้งต่อไปประมาณเวลา 12.25 น. และในวันถัดไปน้ำจะขึ้นประมาณเวลา 00.50 น.

ปรากฏการณ์น้ำเกิดน้ำตาย

ในวันขึ้น 15 ค่ำ และวันแรม 15 ค่ำ ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์เรียงตัวอยู่ในแนวเดียวกัน แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เสริมกัน ทำให้แรงไทดัลบนโลกเพิ่มขึ้น ส่งอิทธิพลให้ระดับน้ำขึ้นสูงสุดและระดับน้ำลงต่ำสุดแตกต่างกันมากดังภาพ เรียกว่า "น้ำเกิด" (Spring tides)

ในวันขึ้น 8 ค่ำ และวันแรม 8 ค่ำ ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์อยู่ในแนวตั้งฉากกัน แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ไม่เสริมกัน ทำให้แรงไทดัลบนโลกลดลง ส่งอิทธิพลให้ระดับน้ำขึ้นสูงสุดและระดับน้ำลงต่ำสุดไม่แตกต่างกันมากดังภาพ เรียกว่า "น้ำตาย" (Neap tides)

สุริยุปราคา

ดวงอาทิตย์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าดวงจันทร์​ 400 เท่า แต่อยู่ห่างจากโลกมากกว่าดวงจันทร์ 400 เท่า เราจึงมองเห็นดวงอาทิตย์และดวงจันทร์มีขนาดปรากฎเท่ากันพอดี สุริยุปราคา หรือ สุริยคราส เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากดวงจันทร์โคจรผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เราจึงมองเห็นดวงอาทิตย์ค่อยๆ แหว่งมากขึ้นจนกระทั่งมืดมิดหมดดวงและโผล่กลับมาอีกครั้ง คนในสมัยโบราณเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “ราหูอมดวงอาทิตย์”

สุริยุปราคาเกิดขึ้นเฉพาะในวันแรม 15 ค่ำ แต่ไม่เกิดขึ้นทุกเดือน เนื่องจากระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และดวงจันทร์โคจรรอบโลกไม่ใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็นมุม 5 องศา (ดังภาพ) ดังนั้นโอกาสที่จะเกิดสุริยุปราคาบนพื้นผิวโลก จึงมีเพียงประมาณปีละ 1 ครั้ง และเกิดไม่ซ้ำที่กัน เนื่องจากเงาของดวงจันทร์ที่ทาบไปบนพื้นผิวโลกครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็ก และโลกหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว

เงาของดวงจันทร์

ดวงจันทร์บังแสงจากดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดเงา 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว

เงามืด (Umbra) เป็นเงาที่มืดที่สุด เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น หากเราเข้าไปอยู่ในเขตเงามืดจะไม่สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย

เงามัว (Penumbra) เป็นเงาที่ไม่มืดสนิท เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์เพียงด้านเดียว หากเราเข้าไปเขตเงามัวจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พ้นส่วนโค้งของโลก เงาที่เกิดขึ้นจึงไม่มืดนัก

ประเภทของสุริยุปราคา

เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกเป็นรูปวงรี ระนาบวงโคจรของดวงจันทร์และระนาบวงโคจรของโลกไม่ซ้อนทับกันพอดี จึงทำให้เกิดสุริยุปราคาได้ 3 แบบ ดังนี้

สุริยุปราคาเต็มดวง (Total Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในเงามืดบนพื้นผิวโลก (A) จะมองเห็นดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์ได้มิดดวง

สุริยุปราคาบางส่วน (Partial Solar Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อผู้สังเกตการณ์อยู่ในเงามัวบนพื้นผิวโลก (B)จะมองเห็นดวงอาทิตย์สว่างเป็นเสี้ยว

สุริยรุปราคาเกิดขึ้นในเวลากลางวันเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นนานประมาณ 3 ชั่วโมง แต่ช่วงเวลาที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงจะกินเวลาเพียง 2 - 5 นาทีเท่านั้น เนื่องจากเงามืดของดวงจันทร์มีขนาดเล็กมาก และดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 1 กิโลเมตรต่อวินาทีสุริยุปราคาวงแหวน (Annular Solar Eclipse) เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เป็นรูปวงรี บางครั้งดวงจันทร์อยู่ห่างจากโลกมาก จนเงามืดของดวงจันทร์ทอดยาวไม่ถึงผิวโลก (C) ดวงจันทร์จึงมีขนาดปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์ ทำให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นดวงอาทิตย์เป็นรูปวงแหวน

สุริยรุปราคาเกิดขึ้นในเวลากลางวันเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านหน้าดวงอาทิตย์​ ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นนานประมาณ 3 ชั่วโมง แต่ช่วงเวลาที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงจะกินเวลาเพียง 2 - 5 นาทีเท่านั้น เนื่องจากเงามืดของดวงจันทร์มีขนาดเล็กมาก และดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 1 กิโลเมตรต่อวินาที

จันทรุปราคา

จันทรุปราคา หรือ จันทรคราส เกิดขึ้นจากดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงาของโลก เราจึงมองเห็นดวงจันทร์แหว่งหายไปในเงามืดแล้วโผล่กลับออกมาอีกครั้ง คนไทยสมัยโบราณเรียกปรากฎการณ์นี้ว่า "ราหูอมจันทร์" จันทรุปราคาจะเกิดขึ้นเฉพาะในคืนวันเพ็ญ 15 ค่ำ หรือคืนวันพระจันทร์เต็มดวง อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์จันทรุปราคาไม่เกิดขึ้นทุกเดือน เนื่องจากระนาบที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และระนาบที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกไม่ใช่ระนาบเดียวกัน หากตัดกันเป็นมุม 5 องศา ดังนั้นจึงมีโอกาสที่จะเกิดจันทรุปราคาเพียงปีละ 1 - 2 ครั้ง

เงาโลก

โลกเป็นดาวเคราะห์ไม่มีแสงสว่างในตัวเอง หากแต่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ ด้านที่หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์เป็นเวลากลางวัน ส่วนด้านตรงข้ามกับดวงอาทิตย์เป็นเวลากลางคืน โลกบังแสงอาทิตย์ทำให้เกิดเงา 2 ชนิด คือ เงามืด และเงามัว

เงามืด (Umbra) เป็นเงาที่มืดที่สุด เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์จนหมดสิ้น หากเราเข้าไปอยู่ในเขตเงามืด จะไม่สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้เลย

เงามัว (Penumbra) เป็นเงาที่ไม่มืดสนิท เนื่องจากโลกบังดวงอาทิตย์เพียงด้านเดียว หากเราเข้าไปเขตเงามัว เราจะมองเห็นบางส่วนของดวงอาทิตย์โผล่พ้นส่วนโค้งของโลก เงาที่เกิดขึ้นจึงไม่มืดนัก

จันทรุปราคาเกิดขึ้นเฉพาะในคืนที่ดวงจันทร์เต็มดวง โดยที่ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์เรียงตัวเป็นเส้นตรง ผู้สังเกตการณ์ในซีกโลกกลางคืนสามารถมองเห็นปรากฏการณ์ทั้งหมดได้นานประมาณ 3 ชั่วโมง แต่จะเห็นดวงจันทร์อยู่ในเงามืดได้นานที่สุดไม่เกิด 1 ชั่วโมง 42 วินาที เนื่องจากเงามืดของโลกมีขนาดเล็ก ดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านเงามืดด้วยความเร็ว 1 กิโลเมตรต่อวินาที

ประเภทของจันทรุปราคา

เนื่องจากระนาบวงโคจรของดวงจันทร์และระนาบวงโคจรของโลกไม่ซ้อนทับกันพอดี จึงทำให้เกิดจันทรุปราคาได้ 3 แบบ ดังนี้

จันทรุปราคาเต็มดวง (Total Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์ทั้งดวงเข้าไปอยู่ในเงามืดของโลก

จันทรุปราคาบางส่วน (Partial Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อบางส่วนของดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในเงามืด

จันทรุปราคาเงามัว (Penumbra Eclipse) เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์โคจรผ่านเข้าไปในเงามัวเพียงอย่างเดียว เราจึงมองเห็นดวงจันทร์เต็มดวงมีสีคล้ำเนื่องจากความสว่างลดน้อยลง จันทรุปราคาเงามัวหาดูได้ยาก เพราะโดยทั่วไปดวงจันทร์มักจะผ่านเข้าไปในเงามืดด้วย

เราสังเกตเห็นดวงจันทร์ขึ้นและตกทางด้านใด

ดวงจันทร์ขึ้นและตกในทิศทางใดเพราะเหตุใดในแต่ละวันดวงจันทร์จะขึ้นช้าไปประมาณ 50 นาที

ดวงจันทร์ขึ้นและตกเวลาใด

การขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ทำให้เกิดปรากฏการณ์ใด