中3理科シェアする中学3年理科。最後の章である「天体」です。今日はその中でも地球の自転と日周運動について学習しましょう。天球の模型である透明半球の見方も学習していきます。地球は2つの運動をしています。今回は地球の自転だけを見ていきます。一気に2つの運動を考えると訳が分からなくなるので。地球がその場でコマのように一日に一回転している。地球が太陽の周りを一年かけて一回転している。この2つの運動を同時に行っているのです。この2つの運動が重なって太陽が動いていくように見えたり、季節によって見える星座が変わったりします。地球の自転について見ていきます。下の図が頭に浮かぶようになれば大丈夫です。地球が自転していることによって、動いていないものが動いていくように見える「見かけの運動」が起こります。自分がその場でコマのように回転すると周りの景色が動いていくように見いえる現象と同じです。太陽も星も、どちらも動いていませんが、地球が自転することで動いていくように見えるのです。下の図はプラネタリウムのような天球という模型です。空全体は広いので、この天球を使って太陽や星の動きを表します。地球の自転が原因で起こる見かけの運動であることをしっかりと覚えましょう。方向も自転と逆になっていて、角度は同じになりますね。地球は「自転」、太陽や星が「日周運動」していることにも気をつけましょう。天球では様々な用語を覚えなくてはなりません。次の内容を覚えておけば十分でしょう。星や太陽が動く空を球面で表したところ。観測者が立っている地面のこと。地平面と地平線が重なっているところ。地平面に観測者が立っているところ。南と天頂と北を結んだ天球上の線。太陽や星が真南にくること。太陽や星が真南に来たときの地面からの高さ。太陽が地平線から出たところ。太陽が地平線に沈んだところ。日周運動をもっと詳しく地球の自転が原因で起こる、太陽や星の日周運動をもっと別の見方で表してみます。下の図は、地球を北極側から見た図です。方角の見方や時間帯をしっかり確認してください。各方角の太陽・星の動き各方角を見たときの星や太陽の動きも即座にわかるようになっておきましょう。地平線から太陽や星が登ってくる。右上がりに登っていきます。時計回りに動いていくように見えます。太陽や星が地平線に沈んでいきます。右下がりに沈んでいきます。北極星を中心に反時計回りに1時間で15°動きます。天球や北の空で登場するのが北極星です。北極星は日周運動をしていません。北極星が動いているように見えないのかを考えましょう。それは、地球の自転軸「地軸」の延長線上にあるからです。自分がその場でコマのように回転したとします。このとき周りの景色は移り変わっていくのですが、自分の回転軸の真上だけはその場で回っているだけで、動いているように見えません。これと同じ現象が北極星にも起こっているのです。天体のよく出る記述Q:北極星が日周運動しない理由A:地球の地軸の延長線上の遠いところにあるから。地球がその場で1日で一回転する運動を何と言いうか。1の方角はどちらからどちらか。1を北極側から見ると時計回りか反時計回りか。1によって起こる、太陽や星の見かけの運動を何というか。5の向きはどちらからどちらか。5で、太陽や星は1時間に何度動いていくように見えるか。プラネタリウムのよな見かけの空のことを何というか。観測者の真上の8のところを何というか。北極星が時間が経っても動かない理由を答えよ。地球の地軸の延長線上の遠いところにあるから。透明半球とは、天球を模型にしたもので、この透明半球を使って太陽の一日の動きを記録することができます。その中でも今日は南中時刻や日の出日の入りの時刻の計算方法を練習します。時間と太陽が透明半球上を移動した距離は比例の関係になります。時間が2倍になれば、太陽が動いた距離ももちろん2倍になります。いうことは比例式を立てると、南中時刻などを計算することができます。太陽が透明半球上を1時間で2cm移動したとします。4cm移動するには何時間かかりますか?と言われたらすぐに答えは計算できますよね。1時間:2cm=x時間:4cm2x=4x=2時間このように計算すれば南中時刻や日の出日の入りの時刻も計算できます。太陽の南中時刻の計算問題1[例題]下の図のように、太陽の一日の動きを透明半球に記録した。Aは午前9時に太陽の位置を記録したものであり、Bはその1時間後に太陽の位置を記録したものである。AといBの長さをはかると2.4cmであった。Mは太陽が真南に来たときの記録で、BM間の長さは7.2cmであった。この日の太陽の南中時刻を求めなさい。解答・解説まずは計算しやすい数字にしています。計算の流れを確認しましょう。その前に、文章中に登場した時刻や長さを図に書き込みます。太陽の動いた距離と時間が比例していることを使って、比例式を立てて計算していきます。次は少し計算がややこしくなります。太陽の南中時刻の計算問題2[例題]下の図のように、太陽の一日の動きを透明半球に記録した。Aは午前9時に太陽の位置を記録したものであり、その後1時間ごとにBからEの太陽の位置を記録した。Mは太陽が真南に来たときの記録で、DM間の長さは0.4cmであった。この日の太陽の南中時刻を求めなさい。解答・解説まずは計算しやすい数字にしています。計算の流れを確認しましょう。その前に、文章中に登場した時刻や長さを図に書き込みます。太陽の動いた距離と時間が比例していることを使って、比例式を立てて計算していきます。時間を分にするのが苦手な生徒は1時間を60分に直してから計算します。自転と日周運動[問題]下の図1、図2は、ある方角の星の動きを一定時間観察したものである。これについて、以下の各問いに答えよ。(1)図1と図2は、それぞれどの方角の空の星の動きを観察したものか。(2)図1で、Xの方角は何か。4方位のうちのいずれかで答えなさい。(3)図1で、星が動く向きはaとbのどちらか。星の動きの中心にあるAは何という星か。(4)図2で、星の動く向きはaとbのどちらか。(5)次の分は、星の1日の動きについてまとめたものである。)にあてはまる語句や数字を答えなさい。)°動いていくことが確認できます。