日周運動

日周運動

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 地球の自転を原因として、太陽や星などの天体が1日に1回、地球の周囲を回転しているように見える見かけの運動。
  • 天体は東から昇り、南の空(南中)を経て西へ沈むように観測され、その速度は1時間あたり15度である。
  • 観測者の緯度によって天体の動く道筋(日影曲線南中高度)が変化する、自然界の規則的な物理現象。

解説

日周運動は、地球が地軸を中心に西から東へと1日に1回回転する「自転」によって引き起こされる相対的な視覚現象である。天体そのものが地球の周りを高速で移動しているのではなく、観測者側の地球が回転しているため、天球上の星々は地球の自転とは逆の「東から西」へ動いているように見える。

この運動は極めて規則的であり、地球が360度回転するのに24時間を要することから、天体は1時間に15度(360÷24)の速さで移動する。北半球の観測者から見ると、太陽や星は東の地平線から現れ、南の空で最も高度が高くなる「南中」を経て、西の地平線へと沈んでいく。また、北の空では北極星をほぼ中心として、反時計回りに円を描くように動くのが特徴である。

コラム

日周運動の観測には透明半球がよく用いられる。一定時間ごとに太陽の位置を記録し、その間隔を測定することで、太陽の移動速度や日の出日の入りの時刻を逆算することが可能である。

なお、日周運動と混同しやすいものに「年周運動」がある。日周運動が地球の「自転」による1日周期の動きであるのに対し、年周運動は地球の「公転」によって星の位置が1年周期で変化して見える現象を指す。これらの運動を理解することは、季節による南中高度の変化や昼夜の長さの違い、さらには時差の計算といった天文・地理分野の基礎となる。

小学生のみなさんへ

みなさんは、朝に東からのぼった太陽が、夕方には西の空へしずんでいくのを見たことがありますか?夜の星も同じように、時間がたつと場所が変わっていきます。このように、太陽や星が1日1回、地球のまわりを回っているように見える動きを「日周運動」といいます。

でも、じつは動いているのは太陽や星ではありません。地球がコマのように自分自身でくるくると回っている(自転じてんといいます)から、まわりの景色が動いているように見えるだけなのです。電車に乗っているときに、外の景色が後ろに流れていくのと似ていますね。

太陽や星は、1時間に15度ずつ、東から南を通って西へと動いて見えます。北の空を見ると、星は北極星を中心に、時計の針と反対の向きに回っています。透明な半球を使って太陽の動きを記録すると、その規則正しい動きがよくわかりますよ。

ルラスタコラム

太陽と月は、空で見るとほとんど同じ大きさにみえますよね。じつは太陽の直径は月の約400倍もありますが、地球からの距離も太陽の方が約400倍遠いのです。この偶然のバランスのおかげで、日周運動をする太陽と月が同じくらいの大きさで空を動いていくように見えるのです。

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