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月の満ち欠けと日食・月食

太陽・地球・月の位置関係から月の形（新月・三日月・上弦・満月・下弦）と、それが見える時刻・方角・光っている側を判定でき、日食（新月のとき）と月食（満月のとき）が起こる位置関係を答えられる

前提

説明

月は日によって形を変え、見える時刻や方角も変わります。この技能では、太陽・地球・月の位置関係から、月の形（新月・三日月・上弦の月・満月・下弦の月）と、その月がいつ・どの方角に見え、どちら側が光っているかを判定できるようになります。さらに、日食と月食がどんな位置関係のときに起こるかも答えられるようになります。

なぜそうしてよいのか

月は自ら光を出さず、太陽の光を反射して光っています。月はいつも太陽に面した半分が照らされていますが、地球のまわりを公転しているので、地球から見える「照らされた部分」の割合が変わり、満ち欠けして見えます。月は北極側から見て反時計回り（地球の自転と同じ向き）に、約1か月（約29.5日）で満ち欠けをくり返します。太陽・地球・月の並び方で形が決まります。月が太陽と同じ方向にあるとき（太陽―月―地球の順）は、地球には照らされていない面が向くので見えず、これが新月です。反対に、月が地球をはさんで太陽の反対側にあるとき（太陽―地球―月の順）は照らされた面がすべて見えて満月になります。その中間で、太陽と月の方向が直角になる位置では半月になり、新月から満月に向かうときが上弦の月、満月から新月に向かうときが下弦の月です。

見える時刻と方角は、太陽の日周運動と同じく地球の自転で決まります。太陽が南にくるのが正午、太陽と反対方向が南にくるのが真夜中、という考え方を月にもあてはめます。満月は太陽と反対方向にあるので、日の入りごろ東から昇り、真夜中に南中し、日の出ごろ西に沈みます。上弦の月は太陽より 東側にあるので、夕方（日の入りごろ）に南中し、右側（西側、つまり太陽のある側）が光ります。下弦の月は明け方（日の出ごろ）に南中し、左側が光ります。三日月は太陽に近く少し東側にあるので、夕方に西の空の低いところに見え、右側が細く光ります。どの月も、光っている側は太陽のある側です。

太陽・月・地球がこの順に一直線に並ぶと、月が太陽をかくす日食が起こります。このとき月は新月です。太陽・地球・月の順に一直線に並ぶと、月が地球の影に入る月食が起こり、このとき月は満月です。ただし、月の公転する面は地球の公転する面に対して少し傾いているので、新月や満月のたびに日食や月食が起こるわけではありません。

手順

  1. 太陽・地球・月の並び方を確認する。太陽―月―地球なら新月、太陽―地球―月なら満月、太陽と月の方向が直角なら半月（上弦または下弦）

  2. 月が満ちていく途中（新月→満月）なら上弦の月・三日月側、欠けていく途中（満月→新月）なら下弦の月側と判断する

  3. 光っている側は太陽のある側と考える。夕方の空の月（三日月・上弦の月）は右側、明け方の空の月（下弦の月）は左側が光る

  4. 見える時刻と方角を、太陽との方向の差から決める。満月は真夜中に南中、上弦の月は夕方に南中、下弦の月は明け方に南中、三日月は夕方に西の空に見える

  5. 日食・月食は、太陽―月―地球の順に一直線なら日食（新月）、太陽―地球―月の順に一直線なら月食（満月）と判断する

例題

ある日、日の入りごろに南の空を見ると、右半分が光っている半月が見えた。この月を何というか。

例題の解答

手順1・2: 半月なので、太陽と月の方向が直角になる位置にある。夕方に見える月は、太陽より東側にあり、新月から満月へ満ちていく途中の月である。
手順3: 光っている側は太陽のある側で、夕方の太陽は西（南を向いたときの右側）にあるので、右半分が光っていることと合う。
手順4: 日の入りごろに南中する半月は上弦の月である。
よって、この月は上弦の月である。

答え:

上弦の月

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。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること