透明半球の置き方

1日の太陽の動きを記録しよう

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太陽が東から昇り、南の空を通って西へ沈むことは小学校で学習しましたね。
これは、地球が自転しているために、太陽が見かけ上動くように見えているもので、このような太陽の動きを日周運動といいます。
では、太陽が一日にどのように動いていくのか（速さの変化や通る道筋）を、透明半球を使って調べてみましょう。

【ステップ０】道具をそろえよう
まずは下準備をしましょう。

≪必要なもの≫ ・透明半球 ・油性ペン ・セロハンテープ ・白い紙を貼った板 ・方位磁針 （スマートフォンにもアプリがあるよ！） ・紙テープ

透明半球がなければ、調理用のボウル等でも代用できるよ！ でも、形がきれいな半球ではないので、太陽が高い位置にきたときの記録は難しいかも…

準備ができたら、場所を決めましょう。周りに高い建物や木がない開けた公園等で、水平な場所を探しましょう。
また、くもりや雨の日は記録ができないので、できる限り晴れ（快晴）の日に観察できるよう、天気予報をチェックしておきましょう！

【ステップ１】設置しよう

次に、透明半球を設置します。
下の写真のように、十字を書いた紙の上に置きます。
十字の交わっている部分が、透明半球のちょうど真ん中になるように透明半球を置き、テープ等で固定します。

透明半球と同じ直径の円をコンパスで書いておくといいよ！！ 観測者は円の中心にいるんだけど、記録の都合上、少しずらして置いているよ。

固定できたら、方位磁針を使って方位を合わせましょう。風で飛んだりずれて動いたりしないように、何か重しをのせておくとよいですね。

【ステップ２】記録をしよう

いよいよ太陽の位置の記録の開始です。

油性ペンの先端の影が、円の中心にくる位置に印をつけ、時刻を記入します。
直接、油性ペンで透明半球に書き込むのではなく、セロハンテープを貼っておくと、片付けが簡単ですよ。

記録する直前に、キャップをつけたまま、影が円の中心にくる位置を調べておけば、だいたいの検討がつくので、そこにテープを貼っておこう！

このようにして印をつけると、透明半球の中央にいる観測者（写真では中央にいる、くるめットくん）から見た太陽の位置を記録したことになります。

つまりこうやって内側から記録したのと同じってことだね！！ 太陽を見るときには写真のように、しゃ光プレートを使いましょう！

くるめットくん（円の中心）と、ペンの先端と、太陽が一直線になっていることがわかります。

	１０時の太陽の位置が記録できました。
	同じように、一時間ごとに印をつけていきます。次は１１時。
	１２時。
	１３時。
	同じように１６時まで記録しました。
上から見ると…	１時間ごとに記録をした点の間隔がほとんど同じに見えますが、実際はどうなのでしょう？

【ステップ３】記録から考えよう

実際にそれぞれの点の間隔がどのくらい離れているのか、紙テープを使って調べてみましょう。

記録に合わせて紙テープを置きます。
	くるめットくんから問題だよ！ よ～く考えてね！ この紙テープの長さは、何を表すでしょう？？
記録を写し終えた紙テープがこちらです。 それぞれの印の間隔を調べてみると…

	印の間隔がすべて５ｃｍであることから、太陽の動く速さについてどんなことがわかるかな？？
１時間ごとの間隔はすべて約５ｃｍずつのようですね。（１２時１５分の記録は除く） 点を滑らかな線で結んでみましょう。
	印を結んだ滑らかな線は何を示しているのかな？？
今回は記録を１６時までしかしていませんが、滑らかに結んだ線を１６時の記録から透明半球のふちまで延ばしてみましょう。
	印を結んだ滑らかな線が、透明半球のふちとぶつかるところは何を示しているのかな？？

くるめットくんからの問いに答えられましたか？？
ぜひ、自分で記録をとって、考えてみましょう。

今回の記録は、令和２年４月３０日に福岡県青少年科学館の屋上で行いました。
この日、太陽がちょうど真南にきたのは、１２時１５分でした。
太陽が昼ごろ南の空でもっとも高い位置にくることを南中といいます。
ちょうど１２時に南中しないのは、日本の標準時の基準になっている東経１３５°（兵庫県明石市など）よりも久留米市（東経１３３°）が西側にあることや、他にもさまざまな要因があります。南中時刻は一年を通して変化します。久留米では、令和２年の南中時刻は１２時０１分３１秒から１２時３２分１１秒の間で変化します。

ですから、記録をした時に、ちょうど１２時に真南に印がこなくても安心してください。
１時間ごとに忘れず記録をとるのは大変ですが、ぜひ挑戦してみてくださいね！！！

また、太陽の記録だけではなく、夜空に輝く星を記録するのはいかがでしょうか？

この写真では、太陽を見ているのでしゃ光プレートを使っているけど、夜空の星を見るときには必要ないよ！

夜空の星では影ができないので、上の写真のようにして、透明半球の内側に直接星の位置を記録するとよいでしょう。月や１等星などの明るい星や、北斗七星など星のならびが見つけやすいものを観測対象にして、１時間ごとに記録すると、どのようになるでしょうか？？
ぜひ夜空の星の記録も挑戦してみてください！！