통합과학 초6 지구와 달 심화

달의 위상 변화

달의 공전에 따른 위상 변화(삭·초승달·상현·보름달·하현·그믐달)와 일식·월식의 원리를 이해한다.

달의 모양이 삭, 초승달, 상현달, 보름달, 하현달, 그믐달로 변해 보이는 것은 달이 지구 주위를 돌면서 햇빛을 받는 쪽과 우리가 보는 쪽이 이루는 각도가 달라지기 때문입니다.

달은 언제나 절반이 밝고 절반이 어둡습니다. 바뀌는 것은 달이 아니라 우리가 보는 각도입니다. 밝은 쪽을 옆에서 보면 반달, 정면에서 보면 보름달입니다.

쉽게 말하면

밤하늘 관찰에서 달을 여러 날 지켜봤다면, 모양이 조금씩 변해 약 한 달 만에 제자리로 돌아온다는 것을 알아챘을 것입니다. 여기서 가장 먼저 정리해야 할 사실이 있습니다. 달은 스스로 빛을 내지 않습니다. 햇빛을 받아 반사할 뿐입니다. 그리고 태양은 한 방향에서만 비추므로, 달은 언제나 태양을 향한 절반만 밝습니다. 이것은 절대 변하지 않습니다.

변하는 것은 우리의 위치입니다. 달이 지구 주위를 도는 동안, 지구에서 보는 우리는 그 '밝은 절반'을 매번 다른 각도에서 보게 됩니다. 달이 태양과 같은 쪽에 있으면 밝은 면이 반대편을 향하고 있어서 거의 보이지 않습니다(삭). 달이 태양의 반대쪽에 있으면 밝은 면이 우리를 정면으로 향해 동그란 보름달이 됩니다. 그 중간에서는 밝은 면을 비스듬히 보게 되니 반달이나 초승달 모양이 됩니다.

일식과 월식은 이것과 다른 이야기입니다. 태양-달-지구가 한 줄로 늘어설 때, 달이 태양을 가리면 일식, 지구의 그림자에 달이 들어가면 월식입니다. 즉 월식은 그림자 때문이지만, 달의 위상 변화는 그림자와 아무 관계가 없습니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

공과 전등으로 만드는 위상

어두운 방에서 전등을 태양이라 하고, 공을 든 팔을 쭉 뻗어 내 주위를 한 바퀴 천천히 돌려 봅니다. 공의 밝은 부분이 동그랗게, 반쪽으로, 초승달처럼 계속 달라져 보입니다. 공은 늘 절반만 밝은데도 말입니다. 내 머리가 지구, 공이 달입니다.
예시 2

보름달이 뜨는 시각

보름달은 태양의 반대편에 있습니다. 그래서 해가 서쪽으로 질 무렵 동쪽 하늘에서 떠오르고, 한밤중에 하늘 높이 떠 있다가 해 뜰 무렵 서쪽으로 집니다. 달의 모양과 보이는 시각이 함께 정해진다는 점이 재미있는 부분입니다.
예시 3

초승달을 볼 수 있는 시간

초승달은 태양과 가까운 쪽에 있어서 해가 진 직후 서쪽 하늘에 잠깐 낮게 보이다가 곧 따라 집니다. 한밤중에 초승달을 찾아봐야 보이지 않는 이유입니다.

일식과 월식

구분	일식	월식
순서	태양 - 달 - 지구	태양 - 지구 - 달
가려지는 것	태양이 달에 가려짐	달이 지구 그림자에 들어감
볼 수 있는 때	낮	밤
그때 달의 모양	삭(달이 안 보이는 때)	보름달일 때

자주 하는 오해

달의 모양이 변하는 것을 지구 그림자 때문이라고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움지구 그림자가 달을 조금씩 가려서 반달이 되고 초승달이 된다

실제로는위상 변화는 그림자와 관계없습니다. 달의 밝은 면을 보는 각도가 달라지기 때문입니다. 지구 그림자에 달이 들어가는 것은 가끔 일어나는 월식입니다.

만약 그림자 때문이라면 달이 이지러질 때마다 월식이 일어나야 하고, 그러면 매달 월식을 봐야 합니다. 실제로 월식은 훨씬 드물게 일어납니다. 또 초승달일 때 달은 태양과 같은 쪽에 있어서, 그 자리에는 애초에 지구 그림자가 닿지 않습니다.

달의 뒷면은 늘 어둡다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움우리가 못 보는 달의 뒷면은 햇빛이 닿지 않는 영원히 캄캄한 곳이다

실제로는달의 뒷면에도 낮과 밤이 옵니다. 우리가 못 볼 뿐, 햇빛이 드는 때가 있습니다.

달이 지구 주위를 도는 동안 자기도 함께 돌기 때문에 지구에는 늘 같은 면만 보입니다. 하지만 태양에서 볼 때는 달의 모든 면이 차례로 빛을 받습니다. 삭일 때는 오히려 우리가 보지 못하는 뒷면이 환하게 빛나고 있습니다. '못 보는 면'과 '어두운 면'은 전혀 다른 말입니다.