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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。

　探究４　 　太陽の動きと観測者の関係
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。

図7　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。
仮説

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。

計画

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。

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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。

準備　

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。

　注意!!　　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。

３．太陽の位置を曲線で結ぶ

①　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。

②　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。

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結果

　ポイント　　

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。

考察

　ポイント　　

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。

　探究５　 　太陽の道筋の季節変化
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。

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　探究４　 　結果から考察する
結果
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方位…南
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。

図8　探究4の結果例
考察
地球上に観測者を立たせて，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。

図9　太陽の道筋を説明するモデル例

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。

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１　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）。