天体の位置の表し方と太陽の1日の動きについての問題です。
天球の基本的な見方、日周運動の基本、方位、簡単な計算問題などがよく出題されます。
天球の見方で混乱すると、全体的に分からなくなってしまうので、天球を使った実験や動画などでしっかり確認するようにしてください。
目次
学習のポイント
天球と地軸
天空を球形の半円にみたてたものを天球といいます。
観測者の真上の点 天頂
天球面上で 北ー天頂ー南を結ぶ線 子午線
地球は北極と南極を結ぶ地軸を中心として1日１回自転しています。
地軸は地球が公転している平面（公転面）に対して垂直な方向から約23.4°傾いています。
地球上の方位時刻
北半球のある地点の方位は下の図のように北極点の方向が北の方位になります。
自転の方向は北極側から見て反時計回りになります。
上の図で、地球が反時計回りに回っているとして、真昼（太陽が南中する位置）、日没（夕方）の位置、真夜中の位置、日の出（朝）の位置を確認しましょう。
太陽の日周運動
地上から太陽の1日の動きを観察すると、太陽が東から西へ動いているように見えます。これは地球が地軸を中心として西から東へ自転しているので、見かけ城起こる動きになります。
この太陽の1日の見かけの動きを太陽の日周運動といいます。
太陽などの展開が子午線を通過する（真南にくる）ことを南中といいます。
太陽が南中する時刻を南中時刻、南中するときの太陽の高度を南中高度といいます。（下の図で∠POQが南中高度となる。）
太陽の位置を透明半球に記録するには下のようにペン先のかげがO点にくるようにします。
時刻の計算のやり方
地球の自転の速さが一定であることから、天球上の見かけの速さは一定になります。そのため１時間ごとに記録された点の間隔は等しくなります。
このことを利用して、日の出や日の入りの時刻を求める問題が出題されます。
問題例）
下の図は太陽の動きを透明半球に記録したものです。aの地点は午前9時。a〜gの１時間ごとの太陽の位置でab間の長さは２cmとき、日の出の時刻を求めます。
aとEの間の長さが7cmだったとき、日の出の時刻
１時間で2cmなので aーE間は
7÷2＝3.5時間
よって日の出の時刻は午前9時の3時間30分前なので 午前5時30分
各地の太陽の日周運動
春分秋分の日の世界各地の太陽の日周運動
*地球儀上で太陽の見え方を考えてみましょう。
北半球（東京）
太陽は東→南→西
南半球（シドニー）
太陽は東→北→西
赤道付近
南中するとき太陽は天頂の方向
北極付近
太陽は水平線上
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→星の1日の動き（しばらくお待ちください）
