На этот вопрос некоторые отвечают, не задумываясь: Луну закрывает тень Земли. Это неправильный ответ, ведь тень Земли всегда направлена в сторону, противоположную Солнцу, а Луна, двигаясь по своей орбите, обходит Землю со всех сторон.

«Астрономы внимательно изучают движение Луны и описывают его формулой, содержащей в целом около 700 компонент, а вычисления ведут с точностью до 15 знака после запятой»        (И.А. Климишин «Астрономия наших дней», М. «Наука», издание третье, стр. 95).

Такая точность необходима для космонавтики.

В этой статье, не вникая в детали, мы рассмотрим только самый простой вопрос: почему изменяется вид Луны, или, иначе говоря, почему происходит смена  лунных фаз и условий их видимости.

На рисунке показано, что где бы Луна ни находилась на орбите, половина ее освещена Солнцем,  здесь день на Луне, а вторая половина -  темная, ночная. Наблюдатель с Земли может видеть только ту сторону Луны, которая обращена к Земле. Из нее видна только та часть, которая освещена Солнцем. По внешнему кругу рисунка показано, как выглядит Луна с точки зрения наблюдателя, стоящего на Земле. В положении (1) к земному наблюдателю обращена большая часть ночной стороны Луны и маленькая доля дневной, именно она выглядит узеньким серпиком. С каждым днем Луна продвигается по орбите, как показано стрелкой, и соответствующий земной наблюдатель получает возможность увидеть все большую долю дневной стороны Луны. В положениях (2) и (3) видно, что Луна  постепенно «растет».

 В положении (4) Луна оказывается напротив Солнца, к Земле обращена вся дневная сторона Луны. Эта фаза  называется полнолунием. Почему же Луна не попала в тень Земли, направленную в сторону, противоположную Солнцу? Потому, что плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости земной орбиты под углом 5 градусов 9 минут, и тень Земли обычно проходит мимо Луны. Луна попадает в земную тень только во время лунных затмений, условия наступления которых надо рассматривать специально.

 После полнолуния видимая с Земли дневная доля Луны постепенно уменьшается – фазы (5), (6), (7). Последняя – опять узенький серпик, но с точки зрения наблюдателя, стоящего на Земле в положении (7), его рожки направлены в сторону, противоположную растущему серпику и напоминают букву «С».

 Затем наступает фаза новолуние (8). Луна находится над дневной строной Земли, обращена к Земле ночной стороной и теряется на ярком дневном небе. В это время ночи темные, безлунные. 

  Чтобы легче было разобраться, когда какие фазы видны, рисунок сделан так, что мы смотрим на Землю и орбиту Луны «сверху», с северного полюса Земли, который помещен в центр рисунка. Солнечные лучи освещают дневную половину Земли. Стрелка показывает направление суточного вращения Земли и соответственно смену дня на вечер, ночь и утро. Пройдет примерно 28 земных суток (лунный месяц) за то время, которое потребуется Луне, чтобы сделать полный оборот вокруг Земли. Изменение фаз происходит постепенно и непрерывно. Между описанными фазами проходят 3 - 4 суток.

Продолжительность лунного месяца отличается от продолжитеьности солнечного, поэтому одинаковые лунные фазы  приходятся на различные даты нашего солнечного календаря.

Из-за движения Луны по орбите ее восход, кульминация и заход происходят почти на 50 минут позже, чем в предыдущие сутки, поэтому видимость Луны смещается на все более позднее время.

 В положении (1) молодой серпик  взошел еще засветло и перед тем, как он зайтет за западный горизонт, его можно увидеть ранним вечером после захода Солнца. В положении (2) Луна восходит при заходе Солнца и видна весь вечер. В положении (3) время видимости сдвигается на первую половину ночи. В полнолунии (4) Луна светит всю ночь. После полнолуния видимость Луны сначала переходит на вторую половину ночи (5), затем на утро (6) и на сумерки перед восходом Солнца (7). В новолунии Луна вообще не видна.