English内容をスキップ現在,ふりがな・翻訳表示の調整中です。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.185>2|太陽の動き太陽の1日の動きを,宇宙からの見え方と地球上からの見え方の2つで理解しようとしたとき,どのように科学的に探究できるだろうか。気づき観測者から見た太陽の1日の動きは,宇宙から見たときどのように説明できるのでしょうか。下のスライドから,太陽の動きをアニメーションで確認することもできます。↓カーソルを重ねるとスライドが停止します。1日の太陽の動き(埼玉県越谷市)課題1日の太陽の動きは,「宇宙からの見え方」「地球上からの見え方」でどのように説明できるか。太陽は真東からのぼって真西に沈むはず。天球で表したとき,動きはこのようになるんじゃないかな?地球にいる観測者から太陽を見ると,太陽はどのように動いて見えるだろう。地球の地軸は公転面から傾いていて,観測者が私たちのすんでいる北半球にいると考えよう。このときの太陽の見え方をどうやって表そうか。太陽との角度が複雑でモデルが立てにくいな。地球儀と光源をもってきて,実際に観測者と太陽との関係を考えたほうがよさそうだね。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.186>方法コンピュータの天文ソフトを使って,太陽の道筋を調べてもよいですね。方位磁針,時計,透明半球,厚紙,油性ペン,セロハンテープ,ものさし,自作の球面分度器1.透明半球を固定する厚紙に透明半球と同じ大きさの円をかいて中心を決める。透明半球を厚紙にはりつけ,方位を定めて野外の水平な場所に固定する。2.透明半球に太陽の位置を記録する油性ペンの先端の影を円の中心に合わせて印をつけ,時刻を記入する。この操作を1時間ごとに行う。ペンの先端の影を中心に合わせると,右のように,透明半球につける印は,半球の中心に観測者がいると考えたとき,観測者から見た太陽の位置と一致します。この図は考え方の説明である。実際に半球の中心で観測をするわけではない。観測した点をなめらかな曲線で結ぶ。その線を透明半球と厚紙が交わるところまで延長する。1の曲線で,太陽の高さ(太陽高度)が最も高くなったときの角度を球面分度器ではかり,印をつけておく。分度器を使って,厚紙から球面分度器を作る。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。太陽高度が最も高くなったときの方位,またそのときの時刻に注意して記録する。透明半球に記録した太陽の道筋を説明するモデルを考える。方法1.〜3.のようにして,太陽の道筋の1日の変化を季節を変えて観測する(たとえば,冬至,春分・秋分,夏至など)。このとき,季節ごとの太陽の道筋を1つの透明半球に記録する。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。太陽は東の空から昇り,南の空を通って西の空に沈む。太陽が最も高くなったときの時刻...12時ごろ透明半球につけた印を結んだ曲線は,日の出から日の入りまでの太陽の動きを表している。曲線の先が厚紙と交わる2つの点は,それぞれ,日の出と日の入りの方位である。透明半球上で1時間ごとの太陽の動く距離は一定である。観測者を立たせて,地球を自転させると,観測者から見える太陽の方向は,時間とともに図9のように動いた。このように考えると,太陽の道筋が説明できる。地球上の観測者から見ると,太陽の見える方向がだんだん変わっていくことがわかります。このモデルから考えると,観測者が南を向いているとき,太陽の位置は観測者の左手側から右手側(東→南→西)と変わっていきます。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。太陽の1日の動き太陽の1日の動きを,太陽の【日周運動】という。太陽の日周運動で,太陽高度が最も高くなるのは,太陽が真南の方向にきたときである。このとき太陽が【南中】❶したといい,南中したときの高度を【南中高度】という。太陽の日周運動は,地球が地軸を中心にして,1日に1回,一定の速さで西から東へ自転していることによって起こる(図10)。下のスライドから,この図の見方をアニメーションで確認することもできます。地球が地軸を中心にして,1日に1回,一定の速さで西から東へ自転すると,観測者から見る太陽は東から西へ動くように見える。観測者が,図10のア〜オの位置にいるときの太陽の見え方を天球上にまとめると,観測者から見た太陽の日周運動を表せる。ア〜オは,図10と一致する。太陽に限らず,天体が真南の方向にきたことを南中という。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。国によって変わる時刻1日や1時間という時間の単位は,もともと,太陽の日周運動をもとに決めていました。太陽が南中してから翌日再び南中するまでの時間を1日とし,その24分の1を1時間としたのです❶。地球は西から東へ自転しているので,東の方にある地点ほど太陽の南中する時刻が早くなります。太陽が南中する時刻をその地点の正午とすると,たとえば東京と沖縄とでは時刻がずれてしまいます。そこで,日本では,東経135°の子午線が通る地点での時刻を,日本の「標準時」としています。世界のどの国でも,一般に経度が15°の倍数となる地点でその国の標準時を決めていて,国と国との標準時のちがい(時差)は1時間単位となっています(図(a))。経度0°は,グリニッジ旧天文台があった場所と決められている。現在は「原子時計」を基準にして,時間がより正確に決められている。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。太陽の1年の動きp.187探究5の継続観測を行うと,太陽の道筋は季節によって大きく異なることがわかる(図12)。日本では,太陽の南中高度は夏至の日に最も高く,冬至の日に最も低くなる(図13)。昼の長さは夏至の日に最も長く,冬至の日に最も短い。春分の日と秋分の日には,昼と夜の長さはほとんど同じになる(図14)。季節による昼夜の時間のちがいは,図15のような方法で,太陽の道筋のちがいは図18のような方法で確かめることができます。(a)のように,夏至の日の日の出の位置は北より,冬至の日は南よりであることがわかる。このような季節の変化を透明半球に記録すると(b)のようになる。夏至,冬至,春分,秋分のときの太陽の道筋を透明半球に記録した状態。季節による南中高度の変化(東京)昼の長さは夏至の日に最も長くなる。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。マーカーペンを日本の位置に当て,地球儀を1回転させて,日本を通り赤道に平行な線を引く。地球儀と光源を机の上に置き,地球の公転モデルをつくる。地球儀をA,B,C,Dに置き,マーカーペンの線を利用し,暗い部分の長さをはかる。明るい部分と暗い部分は昼と夜に当たる。一周分の長さを24時間として,一周分の長さから夜の長さを引くと,昼の長さを求めることができる。昼と夜の長さの比は,昼夜の時間のちがいに置きかえることができる。A,B,C,Dで光源のおよその高度(南中高度に当たる)を分度器で調べる。<結果例>昼と夜の長さ,南中高度の比較Aの南中高度が最小になり,昼の長さが短いので,Aが冬である。Cの南中高度が最大になり,昼の長さが長いので,Cが夏である。地球の公転の向きを考えると,Bが春でDが秋である。春と秋の南中高度と昼の長さは,夏と冬の中間くらいになる。昼夜の長さと南中高度1昼夜の長さと南中高度2昼夜の長さと南中高度3gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。地球は,地軸を公転面に垂直な方向から約23.4°傾けたままで公転している。このため,日本付近では,夏は,冬や春・秋に比べて太陽の南中高度が高くなるだけでなく,昼の長さも長くなる。したがって,地面が1日に受ける太陽からのエネルギーは夏がいちばん多くなる(図16)。その結果,夏に暑く,冬に寒いという季節による変化が生じるのである。1年の平均で考えると,低緯度地方は太陽の熱を多く受け気温が上がりやすく,高緯度地方は気温が上がりにくい。このため,赤道に近いほど暖かい気候になる。季節による太陽の光の当たり方のちがい地球から見て,太陽は非常に遠くにあるため,地球にとどく光線はほぼ平行になっています。季節による太陽の日周運動の変化(東京)太陽が真東,真西を通るのは,春分と秋分だけなんですね。常に真東と真西を通るとかんちがいしてました。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.193>春分のときは,太陽が真東から昇って,真西に沈むんですよね。図16の春の地球と太陽の関係で,なぜこのような太陽の道筋になるのかイメージできません。ライト)を置き,地球儀の日本の位置に小型透明半球を貼ります。同じように,ペンで光源の位置を小型透明半球上に記録しています。夏至,秋分,冬至でも同じように,地球と太陽の位置関係を変えて,光源の位置を記録すると,太陽の道筋がえがけます。日本での太陽の道筋を確かめる(春分の場合)(a)北半球が夏至のとき,この図のように,地軸は太陽の側に傾いている。(b)北半球が夏至のとき,北極付近の太陽の日周運動は,(b)「夏至」のようになる。このとき太陽が地平線に沈まない。この現象を「白夜」という。白夜は,北緯66.6°以北,南緯66.6°以南で見られ,その地方は,それぞれ,「北極圏」,「南極圏」とよばれる。太陽は地平線近くを1日で1周し,沈むことはない。(c)北半球が夏のとき,南半球は冬である。南極圏では,(c)「北半球が夏至のとき」のように1日中太陽が昇らない日が続く。(d)赤道の日周運動は(d)「夏至」のようになる。赤道では1年を通して昼と夜の長さは同じになる。図18の実験を,いろいろな緯度で試してみると,図19の太陽の道筋がわかります。ニュース※科学ニュースの更新は2025年4月を目処にはじまります。地球から見てヘラクレス座の方向に約855光年,「TOI-2109」と呼ばれる恒星が,観測史上2番目に熱い太陽系外惑星をもつことが発見されました。この惑星は恒星TOI-2109のまわりを16時間で1周しており,これは地球における「1年」がこの惑星においてはわずか16時間しかないことを意味します。この惑星は主星である恒星TOI-2109に非常に近い場所を回っていることから,昼側の表面温度は摂氏およそ3330度(約3600ケルビン)と推定され,そう遠くない将来にスパイラル(らせん)を描いて主星へと落下することになると予想されています。検定教科用図書を,ウェブページとして公開しております。教科書の写真・図版は,権利者の許諾のもとインターネットで公開しております。ご利用は,著作権法第35条ガイドラインの範囲内でお願いいたします。コンテンツは無料でご利用いただけます。通信料は利用者のご負担となります。教科書アドバイザー「理科マス!」は月ごとの使用回数制限があります。ご利用できない場合は,サイト内検索機能に切り替わります。