Dans son parcours autour de la Terre, la Lune nous présente différentes phases : croissants, quartiers, phases gibbeuses et pleine Lune. Cette apparence varie parce que nous n'observons pas toujours la même portion de son hémisphère éclairé par le Soleil.
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Nouvelle Lune non visible au point A |  |
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Les rayons du Soleil arrivent en ligne droite et éclairent la moitié de la Lune comme celle de la Terre. Depuis notre planète, la portion visible de cet hémisphère éclairé varie selon la position de la Lune dans le mois.
La Lune au jour le jour
À la nouvelle Lune, la face non éclairée est tournée vers la Terre et la Lune se trouve près du Soleil dans le ciel : elle est invisible. Environ trois jours plus tard, elle apparaît à l'est du Soleil sous la forme d'un léger croissant.
Peu avant ou après la nouvelle Lune, la Terre éclaire faiblement la Lune. Cette lumière nous revient et rend la partie sombre grisâtre : c'est la lumière cendrée. Elle est particulièrement visible après le coucher du Soleil ou avant son lever.
Une semaine après la nouvelle Lune, on atteint le premier quartier. La Lune forme un demi-cercle et l'angle Terre–Lune–Soleil est proche de 90 degrés. Les cratères situés près du terminateur, la frontière entre les parties éclairée et sombre, projettent des ombres qui révèlent bien le relief.
Trois jours plus tard, la Lune devient gibbeuse. Deux semaines après la nouvelle Lune, elle atteint la pleine Lune : le Soleil l'éclaire complètement depuis notre point de vue. Durant les deux semaines suivantes, le cycle décroît en passant par les mêmes étapes en sens inverse. La Lune se lève en moyenne près d'une heure plus tard chaque jour.
Relations entre la Lune, la Terre et le temps
La Lune retarde chaque jour
La Lune accomplit une orbite de 360 degrés autour de la Terre en environ 27 jours, soit un déplacement moyen de 13,33 degrés par jour vers l'est. Elle se lève donc presque une heure plus tard chaque jour.
Les mouvements de la Lune
Son temps de rotation est égal, en moyenne, à son temps de révolution : la Lune présente donc presque toujours le même visage à la Terre. La libration, un léger mouvement d'oscillation est-ouest et nord-sud, permet toutefois d'observer environ 58 % de sa surface au fil du temps.
Le temps de révolution
Le mois sidéral lunaire est le temps nécessaire pour voir la Lune revenir à la même position devant les étoiles : il dure 27,3 jours. Le mois synodique est l'intervalle entre deux pleines Lunes : il dure 29 jours, 12 heures et 44 minutes. La différence provient du déplacement de la Terre autour du Soleil pendant que la Lune fait son tour.
Caractéristiques particulières
- Distance moyenne de la Terre : 384 001 km
- Masse : 1/81 de celle de la Terre, soit 7 × 1022 kg
- Diamètre : 3 476 km
- Diamètre angulaire : 0,5 degré, soit 30 minutes d'arc
- Densité moyenne : 3,3 g/cm3
- Déplacement apparent : 33 minutes d'arc par heure
- Vitesse autour de la Terre : environ 1 km/s
- Magnitude : −12,7 à la pleine Lune
- Température de la surface éclairée : 125 °C
- Température de la surface non éclairée : −180 °C