技能一覧 › 高校地学 太陽系と天体の運動(知識)

日食と月食

日食・月食が起こるときの太陽・地球・月の並びと月の満ち欠け、白道が黄道に約 傾くため毎回は起こらないこと、皆既日食と金環日食の違い(視直径の大小)、観測できる範囲の違いを判定できる

前提

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  1. 太陽の日周運動と季節の変化 (中学理科 地学分野の用語と知識)
  2. 月の満ち欠けと日食・月食 (中学理科 地学分野の用語と知識)

説明

日食と月食は、太陽・地球・月が一直線に並んだときに、影によって太陽や月が欠けて見える現象です。この技能では、日食・月食が起こるときの並び方と月の形、新月や満月のたびに起こるわけではない理由、皆既日食と金環日食の違い、そしてどこから見えるかの違いについて、文の正誤を判定できるようになります。

なぜそうしてよいのか

日食は、太陽・月・地球がこの順に並び、月が太陽をかくす現象です。このとき月は太陽と同じ方向にあるので新月です。月食は、太陽・地球・月がこの順に並び、月が地球の影に入る現象です。このとき月は太陽と反対の方向にあるので満月です。

それなら新月のたびに日食、満月のたびに月食が起こりそうですが、実際にはそうなりません。天球上で太陽が 1 年かけて通る道すじを黄道、月がおよそ 1 か月かけて通る道すじを白道といいます。白道は黄道に対して約 傾いています。そのため、新月や満月のときでも、月はふつう黄道の少し上か下を通り、太陽・地球・月が正確に一直線に並びません。月が黄道と白道の交わる点の近くにあるときに新月や満月になった場合にだけ、日食や月食が起こります。

太陽は月よりはるかに大きいのですが、地球からはるかに遠いので、地球から見た太陽と月の見かけの大きさ(視直径)はほぼ同じです。月の公転軌道はだ円なので、地球と月の距離は少し変わります。月が近くて月の視直径が太陽より大きいときは太陽が完全にかくれて皆既日食になり、月が遠くて月の視直径が太陽より小さいときは、太陽のふちがリング状に残って金環日食になります。また、月の影は地球に比べて小さいので、日食は地球上の限られた地域でしか見えません。一方、月食は月が地球の大きな影に入る現象なので、そのとき月が地平線より上に見えている地域(夜の側)なら、どこからでも同じように見えます。

手順

  1. 日食か月食かを確かめ、並び方を思い出す:日食は太陽・月・地球(新月)、月食は太陽・地球・月(満月)

  2. 毎回起こらない理由を問われたら、白道が黄道に約 傾いていて、月が交点付近にあるときしか一直線に並ばないことと照らし合わせる

  3. 皆既日食と金環日食は視直径で判定する:月の視直径が太陽より大きい(月が近い)と皆既日食、小さい(月が遠い)と金環日食

  4. 観測できる範囲を判定する:日食は月の小さな影が通る狭い地域だけ、月食は月が見えている地球の夜の側ならどこでも

  5. 選択肢の文の中で入れかえられている語句(新月と満月、大きいと小さい、狭いと広い、など)を見つけて正誤を決める

例題

日食と月食について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア 月食は、太陽・月・地球がこの順に一直線に並んだときに起こり、そのときの月は新月である。
イ 白道は黄道に対して約 傾いているので、満月のたびに月食が起こるわけではない。
ウ 金環日食は、地球から見た月の視直径が太陽の視直径より大きいときに起こる。
エ 日食は、そのとき太陽が見えている地域であれば、地球上のどこからでも同じように観測できる。

例題の解答

手順 1(アの判定):月食は月が地球の影に入る現象なので、並び方は太陽・地球・月の順で、月は満月である。太陽・月・地球の順で新月なのは日食なので、アは誤り。

手順 2(イの判定):白道が黄道に約 傾いているため、満月のときでも月はふつう地球の影の上か下を通り、月食は起こらない。イは正しい。

手順 3(ウの判定):月の視直径が太陽より大きいと太陽が完全にかくれて皆既日食になる。金環日食は月の視直径が太陽より小さいときに起こるので、ウは誤り。

手順 4(エの判定):月の影は地球に比べて小さく、日食が見えるのは影が通る限られた地域だけである。エは誤り。

手順 5:正しいものはイである。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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