学習目安 | 小: B | 中: A | 高: A

天頂

天頂

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

天頂
観測者の真上にあたる天球上の点で、高度がちょうど90度となる基準点
  • 地平座標系において高度の最大値(90度)を示す基準点である
  • 観測地点の鉛直方向を天球まで延長した交点として定義される
  • 観測者の緯度によって天球上における天頂の方向は変化する

解説

天頂は、ある観測地点において鉛直方向(重力の方向と逆向き)を上へ延長したときに、仮想的な空の球体である「天球」と交わる一点を指します。天体の位置を「高度」と「方位」で表す地平座標系において、高度の最大値である90度を示す極めて重要な基準点です。

天文学的な計算において、天頂は南中高度の算出に深く関わります。例えば、北緯36度の地点(東京など)では、春分・秋分の日太陽の南中高度は「90-36=54度」となります。この計算式における「90」は、地平線から天頂までの角度を表しています。また、真東から昇る星の通り道と地平線が作る角度も「90度-緯度」で求められ、天頂を基準とした角度の構成が理解の鍵となります。

比較項目 天頂(てんちょう) 天底(てんてい)
方向 観測者の真上(頭上) 観測者の真下(足元)
高度 +90度 -90度
地平座標 高度の最大点 高度の最小点
コラム

天頂の真反対に位置する点は「天底(てんてい)」と呼ばれます。また、北緯23.4度から南緯23.4度の間の熱帯地方では、一年のうちに太陽がちょうど天頂を通過する日があります。このとき、垂直に立てた棒の影が完全に消失する現象が見られます。これは古代エジプトの学者エラトステネスが地球の大きさを測定する際にも利用した、天文学上重要な性質です。透明半球を用いた観測では、ペンの影が円の中心にくるように印をつけることで、太陽がその瞬間にどの方向(天頂からの角度)にあるかを正確に記録できます。

小学生のみなさんへ

天頂(てんちょう)とは、自分が立っている場所から、まっすぐ真上を見上げたときにある空の点のことです。空を大きなボールのような形(天球てんきゅうといいます)だと考えたとき、その一番高いところが天頂です。

太陽や星がどのくらいの高さにあるかを調べるとき、地面(地平線)を0度、天頂を90度として計算します。理科の実験で「透明半球とうめいはんきゅう」を使って太陽の動きを記録するときは、ペンの影がちょうど中心にくるようにして印をつけますが、これは太陽がどの方向にあるかを正しく知るための大切なルールです。

ルラスタコラム

暑い地域のジャワ島やエクアドルなどでは、1年のうちに太陽がちょうど天頂にくる日があります。その瞬間、地面に立てた棒の影がピタッと消えてしまう不思議な光景が見られるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 天頂の高度は何度と定義されていますか。
90度
【応用】 北緯35度の地点で、天の赤道上にある星が南中したときの高度を求める式を答えなさい。
90-35=55度(天頂から地平線までの90度から、その土地の緯度を引くことで算出されます)
【実践】 透明半球を使って太陽の位置を記録する際、ペンの先をどのように合わせる必要がありますか。
ペンの影の先端が、透明半球の円の中心(観測者の位置)に重なるように合わせる必要があります。これにより、ペンが太陽の方向を正しく指し示すことになります。

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