「カリスマ先生の合格授業」「合格自在シリーズ」執筆者の個人サイトです。中学受験理科の入試問題の解説や効果的な学習方法などをご紹介。

南天の回転の中心をごまかさない

オリオン座の三つ星オリオン座の三つ星が東の地平線から昇るときには縦に並び、西の地平線に沈むときは横に並ぶことは、中学入試では毎年どこかの学校が出題するよく見る問題です。しかし、ほとんどの塾のテキスト本文にはきちんとした説明がなく、問題演習で数回扱うだけで、生徒は入試のために丸暗記を強いられています。テキストに扱いがないのは、もしこれに対して科学的な説明を付けようとすると、入試問題などでの南の空の星の動き方の標準的な扱いに対して矛盾にぶち当たってしまうからです。

その問題というのは、「南の空の回転の中心はどこなのか?」ということです。

右の図1は星の動きを角速度で計算させるための図ですが、ここでは回転の中心が地平線ギリギリに設定されています。

オリオン座の動き南の空の回転の中心オリオン座三つ星は、天球上を春分の日の太陽と同じ軌道で動くので真東からのぼり真西に沈む、つまり1日の半分の12時間空にあるわけです。角度で言えば地球の自転は1時間に15°ですから12時間なら15×12=180(°)になりますが、もし図2のように回転の中心を南の地平線より下(北緯35°の東京なら下に35°)にすると、角度が180°よりも小さくなって計算上12時間出ていないことになります。だから入試やテキストは暗黙の了解のもとに「うそ」を書いているのです。

では、先ほどのオリオン座を作図するとどうなるでしょうか?

オリオン座オリオン座まず回転の中心を地平線にしてみましょう。すると図3のようになりました。三つ星はどうなっているかというと、昇るときも沈むときも同じような縦になっています。この図では時刻の計算は正しくできるけれど傾きは間違ってしまうのです。

では、回転の中心を地平線の下にしてみましょう。こんどは図4のようになります。この図で考えると時刻の計算はおかしくなってしまいますが、傾きはおおよそあっているようで、昇るときが縦で沈むときが横になっています。でも、なぜ時刻と傾きが正しく表現できる図を書くことができないのでしょうか? それは実は、南の空を見ている場所が悪いからなのです。

地平線を曲げる北極星から見るここからは、少し難しい説明になるのですが、時刻の計算とオリオン座の傾きの両方を説明できる図を書くには、南の空を北極星から観察してやる必要があるのです。図5の天球の北極星の位置に立って南の地平線を見た状態を想像してください。するとどうでしょう。本当は地平線の方が中央が盛り上がっていて、見ると図6のようになっていることがわかります。この図を使ってオリオン座の動きを説明すると、東の地平線と回転の中心と西の地平線を結んだ線はきちんと180°になっていて、傾きも昇るときは縦、沈むときは横になっています。

これは自分で書けるようになることを目的とした図ではないのですが、三つ星の問題を解くときに「とにかく覚えろ」というだけしかない状態を解消するために、一回この説明を聞いて「なるほど」と納得してもらえたらと期待しています。
(中学受験理科で質問が多い オリオン座の三つ星の動き に関する解説と教え方ページです) 

理科の勉強部屋

ご質問・ご連絡はフォームでお願いします。

理科の勉強部屋

  • メールでお問い合わせはこちら

会員ログイン

You are not logged in.

ーーーーー リンク集 ーーーーー

もののしくみ研究室

学研ロボティクス

首都圏模試

首都圏模試リンク

Access

アクセス情報リンク

Jmedia

日本メディア教育株式会社

中学受験の映像サイト。

PAGETOP
Copyright © 中学受験理科の玉手箱 All Rights Reserved.
Powered by WordPress & BizVektor Theme by Vektor,Inc. technology.