学年末テストが終わったK中のNさんが、授業後、「先生、質問が・・・」と教室に残りました。

理科のテスト問題で、太陽の黒点がどちらに動くかという問題です。

黒点(1)黒点(2)ぱっと図を見て、太陽も地球と同じように時計の反対まわりに自転をしているからBでしょ?と言ったら、答えはAですとのこと。

ええ!?なぜ??ということで、あらためて問題を見直しました。


よく問題を読むと、下の図のような天体望遠鏡で太陽を観察したと書いてある。
天体望遠鏡
また、記録用紙に記録した太陽の図には方位が書いてありました。












黒点(1)の2黒点(2)の2











この場合、なぜ日がたつと、太陽の黒点の動く方向はAなのか、考えてみました。

この問題の場合、ポイントは3つあると思います。

1つ目、太陽の図につけられた方位の意味
2つ目、太陽の自転の方向
3つ目、太陽を観察する天体望遠鏡の像の見え方


太陽の図につけられた方位の意味

問題によっては、太陽の左側が東、太陽の右側が西になっている図もあります。
太陽と方位地球から天体望遠鏡を使わないで太陽を見たとき、太陽の左側が東、右側が西です。

太陽自体に方位はありません。地球本位に太陽の昇ってくる方向を東、太陽が沈む方向を西と決めたに過ぎません。

太陽は南天を通る天体なので、人から向かって左側の東から昇り、南を通って、右側の西に沈みます。だから、太陽に正対したとき(太陽を正面から眺めたとき)、太陽の左方向が昇ってきた方向だから東、太陽の右方向が沈んでいく方向だから西です。


太陽の自転の方向

次に、黒点の動く向きですが、太陽が自転しているので、太陽の表面にある黒点も動いていきます。

太陽の自転の方向は、地球の公転や自転と同じ向きの左まわり、時計の反対まわりです。

だから、太陽を正面から見たとき、黒点は左から右へ動いていきます。


以上のように、太陽の左側が地球から見たら東であり、黒点は左から右へ動いていくはずなのに、なぜ質問された問題では太陽の右が東で、太陽の自転の方向、黒点の動く向きが右から左だったのでしょうか?


天体望遠鏡の像の見え方と投影板

投影版













上の図の、左の壁にかいた円が太陽です。太陽の左側が東で右が西、黒点は左の東から右の西へ動きます。

中央の女の子が観測者です。

直接太陽を見ると目を傷めるので投影版に映して太陽を観測します。その投影板にあたるのが右の壁の鏡です。
鏡(投影版)に映った太陽は、女の子から見ると、右が東、左が西になり、黒点は右から左へ動いていきます。

だから、問題の太陽の図では、右が東であり、黒点の動く向きは右の東から左の西へ動いていくということになるというのが私の思いついた説明です。



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