馬のマーク  増進堂・受験研究社

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理科の自由研究

地平線の月や太陽は本当に大きい?

月を写真にとって調べよう太陽を写真にとって調べよう

[ 太陽は1月には大きく,7月には小さく見える ]
(2000年7月4日遠日点通過)

スーパー理科事典




 太陽が西に沈(しず)むときや月が東から出てくるとき,太陽や月は大きく見えますね。本当はどうなのでしょうか。
  (*地平線……大地のずっと向こうの果てと空とが交わったところ。)


まず月を写真にとって調べてみましょう。
 月が東から出てくるときと,頭の真上にあるときを別々に写真にとると,比べるとき,正確に比べることがむずかしい。工夫をして,同じコマに2つの月を写したのが下の写真だ。(もちろん同じ望遠鏡とカメラを使っています。)
写真データ:左の写真は,月の出のほぼ1時間後(高度は約12度)
右の写真は,ほぼ頭の真上(天頂)に近く(高度は約80度)午前0時(南中時)ごろに写した。

 上の写真の欠けていない方の直径を計ってみると,以外にも頭の真上に近い月の方(右の写真)がわずかであるが大きいことが分かった。
 この理由は,月の出を写しているときのカメラ−月の距離(きょり)と,頭の真上の月を写しているときのカメラ−月の距離が少し(ほぼ地球の半径分)違うからです。頭の真上のときの方が月に近いのです!
 もう少し詳しく説明しましょう。今まで調べられた月のデータから,
 (地球の中心から月までの距離):(地球の半径)=約60:1
ということが分かっています。ですから,
 (月の出の位置から月までの距離):(頭の真上の位置から月までの距離)=約60:59
となります。この違いが見える月の大きさの違いとなるのです。
地球−月


太陽を写真にとってみましょう。
 注意:太陽を観測するときは十分注意して下さい。
 ・望遠鏡の取り扱いについては→『スーパー理科事典』 p.662-663
写真データ:左の写真は,太陽が真南にきたとき(南中時,高度約40度)
右の写真は,太陽が西に沈むとき(日没,高度約4度)に写した。

 この2つの写真の太陽の直径を計ってみると,同じ大きさになっています。
 この理由は,太陽までの距離は地球の半径の23000倍もあるので,日没時の太陽も,南中時の太陽も地球からの距離はほとんど同じだからです。

注意:地平線に近いほど,月や太陽は,地表の空気の影響によって浮き上がって見え,上下方向に少しつぶれた長円に見えます。ですから,地平線に近い月や太陽の直径などを計るときは,横方向(長円の長い方)の直径などを計るようにします。

* * * * *

 日没時の太陽も月の出の月も写真に写すとほぼ同じ大きさでした。でも,実際私たちの目には南中時の太陽や月よりも大きく見えていますね。
 この理由は,人の心理的な錯覚(さっかく)のためなど,現在いろいろな理由が考えられています。あなたもこの理由を調べてみてはどうでしょう。
(第9回-1 2000.06.11/指導 長谷川敏)


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太陽は1月には大きく,7月には小さく見える



 地球は太陽のまわりを回っています(公転していると言う)。その回り方は,太陽を中心とした円ではなく,少し長円(だ円)*1なのです。
 地球が太陽のまわりを回るこの少し長円の道(軌道:きどう)*2で,地球が最も太陽に近いところ(近日点:きんじつてん)を通るのが1月3日ころ,最も太陽から遠いところ(遠日点:えんじつてん)を通るのが7月5日ころ(2000年は7月4日)なのです。
 物を見るとき近くの物は大きく,遠くの物は小さく見えますね。ですから,近日点通過の1月には太陽は最も大きく,遠日点通過の7月には最も小さく見えるはずですね。
 下の写真は同じ望遠鏡,カメラ,フィルムで,近日点を通過するころの太陽と遠日点を通過したころの太陽を写したものです。*3
近日点−遠日点
 写真の太陽の直径を計ると,およそ100:97ぐらいで,遠日点通過のころの太陽は(3%ほど)小さいことがわかります。
 7月4日は,一年中でいちばん太陽が小さく見えるときですよ。でも,3%ではあまり分かりませんね。

* * * * *
*1:ケプラーの第1法則……惑星(わくせい)は太陽を焦点(しょうてん)の1つとするだ円軌道(きどう)を描いて公転している。
p.207
 →
『スーパー理科事典』 p.207
*2:地球から太陽までの距離(きょり)……近日点:147,100,000km,遠日点:152,100,000km
*3:注意……太陽を観測するときは十分注意して下さい。
(第9回-2 2000.06.25/指導 長谷川敏)








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