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天体の1日の動きと地球の自転

1 天体の1日の動き

(1)天球

 地球から太陽や星などの天体までの距離はそれぞれ異なりますが,それらは非常に遠いために観測者を中心とした大きな球の形をした天井にはりついているように見えます。この見かけ上の天井のことを天球といいます。

(2)太陽の1日の動き

 日本から観測した場合,太陽は東の地平線からのぼり,南の空を通り西の地平線にしずみます。太陽などの天体が真南に来ることを南中といい,天体が南中したときの時刻を南中時刻といいます。また,天体の高度は観測点から見た地平線からの角度で表します。天体が南中したときの高度を南中高度といい,1日の中では南中高度が最も高くなります。

〈天球と太陽の1 日の動き〉

(3)星の1日の動き

 日本から観測した場合,東の地平線からのぼった星は南の空を通り南中し,西の地平線にしずみます。北の空の星は北極星を中心に反時計回りに動きます。

恒星はその種類によって通り道が決まっています。東の方からのぼり,西の方にしずむのは共通しています。

〈天球と星の1日の動き〉

(4)天球の回転と天体の日周運動

  • 天球の回転

     天球は観測者と北極星を結ぶ直線を軸に,東から西へ1日で約360°,1時間で約15°回転しています(回転しているように見えます)。

  • 日周運動

     太陽や星などの天体が天球とともに1日で1回転する(1回転するように見える)ことをいいます。太陽や星などの天体は1日たつとほぼ元の位置に戻ります。

〈太陽の1 日の動きの調べ方〉

2 地球の自転

(1)地球の自転

 地球は北極点と南極点を結ぶ軸を中心に、西から東に約1日に1回一定の速さで回転しています。この運動を地球の自転といいます。

北極星の位置…北極星は地軸の延長方向にあるためにほとんど動きません(動いて見えません)。北極星の高度は観測地点の緯度にほぼ等しいです。

(2)天体の日周運動の原因

 天体の日周運動は,地球の自転による見かけの動きです。

〈天体の日周運動と地球の自転〉

(3)地球の自転と方位,昼夜の移り変わり

 地球上のある地点から北極点の方角を北,南極点の方角を南とします。1日の中で太陽光の当たる時間帯が昼,太陽光の当たらない時間帯が夜となります。

〈地球の自転と方位,昼夜の移り変わり〉

(4)太陽の南中と時差

  • 時間の決め方と正午

     太陽が南中してから再び南中するまでの時間を1日として,その時間帯を24等分したうちの1つ分を1時間とします。ある地点で太陽が南中する時刻をその地点での正午とします。

  • 標準時

     地球の自転によって,東の地点ほど太陽の南中時刻ははやくなります。そのために世界各地ではそれぞれの地域のある地点での太陽の南中時刻を正午とした標準時を用います。例えば日本では東経135°の明石市での時刻を日本の標準時としています。

  • 時差

     世界の異なる地域間の標準時の差のことをいいます。経度差が15°で1時間の時差があります。イギリスの標準時は経度0度のロンドンのグリニッジを標準時としていますので日本とイギリスの時差は135°÷15°=9時間となります(日本の方がイギリスよりも9時間が進んでいます)。

  • 〈太陽の南中と時差〉

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