像不毛的月球，月亮是土壤岩石组成，称“月壤”，可它又不是镜子，为什么能反光

任何物体（黑洞除外）都能反射光像不毛的月球，光的反射分为镜面反射和漫反射。光滑镜面的反射叫做镜面反射，一束平行光入射到平面镜上，反射光线也是平行的，人必须逆着反射光线的方向才能看到光线，在其他方向就看不到反射光线，看到的镜子就是黑的。粗糙不平的表面的反射叫做漫反射，光线入射到粗糙不平的表面上，会被反射到各个方向。我们平时看到的大多数物体表面都是粗糙不平的，我们可以从不同方向看到物体，就是因为物体发生漫反射。

不难理解，同样的条件下，漫反射向各个方向的光线，都比镜面反射的光线要弱。有一种情况，雨后在月光下行走，如果对着月亮行走，则亮的地方是水。这是因为水面光滑，地面粗糙不平，月光照在上面，水面反生镜面反射，地面发生漫反射，而这时水面和地面反射的光线都能射入人眼，但水面反射进人眼的光线比地面反射进人眼的光线强得多，所以，感觉水面比地面亮。如果背着月亮行走，则暗处是水，因为这时水面反射的光线不能射入人眼，地面漫反射的光线虽然弱但毕竟能射入人眼，所以，感觉水面比地面暗。

上面谈到月光，月亮不能发光，我们看到月亮是月亮反射太阳光，正是因为月亮表面不是镜子，所以发生漫反射，由月亮反射到地球的光线太阳光弱了很多，看着月亮暗了很多。如果与太阳同时出现在天空，甚至会忽视月亮的存在。

月球始终以同一面对着地球，所以我们看到月亮上的“兔子”（或者嫦娥或者是吴刚伐桂）始终在那里。这就是我们所谓的“月球正面”。但是，这并不意味着月球不自转，相反，月球有特殊的自转，那的就是它的自转周期和它的围绕地球的公转周期是一样的。

其实这里我们需要明确两个名词，什么是自转，什么是公转。

公转，我们容易理解，就是小天体围绕某个大天体即中心天体的转动。比如地球围绕太阳公转，月亮围绕地球公转，太阳自身也在围绕着银河系中心转动，是周期更长的公转。我们要注意的是这里描述的仅仅是一个物体围绕着旋转中心的转动，跟物体自身是否有自转无关。地球一年四季围绕太阳转一圈，这个时候我们可以把地球看作一个点来描述这种运动。在模拟上来说，就是你拿着表示太阳和地球的两个球，不需要模拟地球每天的自转（昼夜），不需要把地球转得溜溜转，只要拿着地球围绕太阳转圈就行了。

那么月亮围绕地球的公转也是一样的，也可以把月亮看成一个点，月亮围绕地球，每个月转一圈。如果不把月亮看作一个点，仅仅描述公转运动的时候，你就得让月亮的一个面，始终对着一个方向，比如窗户或者远处的一棵树，一座山。这时候你会发现在地球上看来，月亮就不是始终以同一面对着地球啦。

那么什么是自转呢？这时候我们就不需要再考虑公转了。自转就是这个物体围绕自传轴（也是相对于周围更远更大的背景）做运动。地球就是围着地球的自转轴，也就是地轴发生转动。地球自转一圈是一天（当然，实际上并不如此，考虑相对于恒星来说，时间上稍微短一点）。这个运动是我们相对于周围的背景而言。这个运动的效果是我们看到周围的恒星背景的变化，恒星在东升西落。当然把地球的自转和公转结合起来，才能完整的描述地球的运动。

月亮的自转周期，跟它的公转周期是一样的。也就是说月球需要一个月才能围绕自身的自转轴（月轴）转一圈。在月亮上看，恒星背景的变化是一个月为周期的。月球上的一天（日出日落，恒星旋转）也是一个月。自转和公转周期，导致一个后果是，地球的位置在月亮天空上的位置是不变化的，也就是在朝向地球的这一面的月球上始终能够看到地球就在那里，在背向地球的那一面月球上始终看不到地球。

简单的想一下，你和另外一个人手拉手在跳旋转舞，你们两个可以以任意速度转动，始终保持两人面对面。你们两个人都在自转，也同时在相对于对方进行公转（或者更准确的说，我们把旋转中心定为你们两个人之间的中点上），这个结果就是，你们两个人都只能看到对方的正面。这个时候你们都是对方的“月亮”，只能看到对方的一面，看不到另外一面。

进而，想象一下，你不是手拉手和对方跳舞，而是用一根光滑的绳子把两个人圈绕在一起。这个时候我们让对方的速度保持不变，还是那样转，而你的旋转速度要加快，对方转一圈又转了两圈甚至三圈，一定是有时候你能够看到对方，有时候你背向对方。

这时候你会发现，每次你转过身来，仍然只能看到对方的正面，因为它的运动状态没有发生变化，始终还是以正面对着你。，但是对方看到你的位置没有变化，却发现你一直在“翻面”，他能够看到你正面侧面和背面各个角度。这个时候他还是你的“月亮”，但你已经变成了他的“地球”。