כאשר הירח נראה בשמי הלילה ניתן לראות שהוא עובר "שלבים" - כלומר נראה שהוא משנה צורה במחזור בין לילה ללילה. ראשיתו של מחזור זה נקראת "ירח חדש", כאשר כמעט ולא ניתן לראות אף אחד מהירח, המתקדם ל"ירח מלא "וחוזר שוב בסביבות 29 יום, המכונה חודש ירח. מדוע נראה שהירח משנה צורה בשמיים ניתן להסביר כיצד הירח מקיף את כדור הארץ.
יסודות
לצורך המחשה דמיין את כדור הארץ נשאר במקום קבוע בחלל, מסתובב על צירו - הירח מקיף את כדור הארץ והוא עצמו מסתובב על ציר. תהליך השלמת הירח במסלול מלא של כדור הארץ, והשלמת מהפכה מוחלטת על צירו אורכת בדיוק 29.5 יום. זו הסיבה שכשאנחנו מסתכלים על הירח אנחנו תמיד רואים את אותו דפוס המכתש. כאשר הירח מקיף את כדור הארץ ומסתובב, אור השמש פוגע בו באזורים שונים, ומשנה את המידה בה הוא נראה על פני כדור הארץ. יחסי גומלין אלה בין כדור הארץ, הירח והאור מהשמש הם הגורמים לשלבי הירח.
ירח חדש
דמיין את כדור הארץ, הירח והשמש מסודרים בקו ישר, והירח ממוקם באמצע. אור מהשמש מאיר את צד הירח הפונה מכיוון האדמה, ומציג בפני האדמה את הצד החשוך. זה נקרא ירח חדש. באופן מסורתי נחשב ירח חדש לתחילת חודש הירח או לשלב הראשון של הירח.
סהר שעווה לרבעון הראשון
עכשיו דמיין את הירח נע מאמצע הקו המורכב מכדור הארץ, הירח והשמש למצב משמאל לכדור הארץ. זה קורה כאשר הירח נע במסלולו וגורם להירח סהר שעווה להופיע בשמיים. "שעווה" הוא המונח המשמש לתיאור הירח כאשר הוא צומח לעבר ירח מלא. כאשר כדור הארץ נע למצב חדש זה, האור מהשמש מתחיל להאיר את הצד של את הירח אשר ניתן לראות מכדור הארץ, גורם לסהר ובסופו של דבר לרבע או חצי ירח.
רבעון ראשון לירח מלא
בשלב הבא הירח מתקדם ממיקומו משמאל כדור הארץ אל מאחורי כדור הארץ. בניגוד לשלב הירח החדש, כאשר הירח בין כדור הארץ לשמש, כדור הארץ נמצא כעת באמצע בין הירח לשמש. זה מאפשר לאור מהשמש להאיר את כל הצד של הירח הפונה לכדור הארץ וגורם לירח מלא. השלב שלפני ירח מלא, אך לאחר רבע ראשון, מכונה סיבית שעווה - ההפך מירח סהר.
ירח מלא לרבע האחרון
השלבים האחרונים של הירח מתרחשים כאשר הירח נע מאחורי כדור הארץ במסלולו למצב מימין בקו הדמיוני. זה מציג לכדור הארץ חצי ירח נוסף, הפעם מכונה רבע אחרון, מכיוון שהירח מתרחק שוב מירח מלא לעבר ירח חדש. לאחר שלב הירח המלא הירח מתואר כדעיכה, מכיוון שהוא הולך וגדל. ירח גבעוני הולך ופוחת מתרחש בין ירח מלא לרבע אחרון, וירח סהר דועך מתרחש לאחר רבע אחרון, רגע לפני ירח חדש.
לאחר שהירח השלים מסלול מלא הוא מחדש את מקומו בין כדור הארץ לשמש, יוצר ירח חדש ומפעיל מחדש את מחזור הירח.