日影曲線

一般小学生

まとめ

【定義】
日影曲線(ひかげきょくせん)とは、地面に垂直に立てた棒の影の先端を時間の経過とともに記録し、それらを結んで描かれる軌跡のことである。

まとめ

  • 影の長さは太陽高度に反比例し、南中時に最も短くなる。
  • 夏至:太陽高度が高いため影は短く、曲線は棒に近い北側に湾曲する。
  • 冬至:太陽高度が低いため影は長く、曲線は棒から遠い北側に湾曲する。
  • 春分・秋分:太陽が真東から昇り真西に沈むため、影の先端は直線状に移動する。

解説

日影曲線は、太陽の一日の動き(日周運動)を地面に投影した図であり、季節による太陽の通り道の変化を視覚的に理解する指標となる。影の先端は常に太陽と反対側に位置するため、曲線は観測地点から見て北側に現れる(北半球の場合)。

影の長さ = 棒の長さ ÷ tan(太陽高度)

影の長さが最も短くなるのは、太陽が真南にくる南中(正午付近)のタイミングである。夏至の日は一年で最も南中高度が高いため、日影曲線は棒の根元に最も近づき、弧の形も急になる。逆に冬至の日は南中高度が低いため、影は長く伸び、曲線は棒から大きく離れる。春分・秋分の日には、太陽が天の赤道上を移動するため、影の先端の軌跡は方位上の東西を結ぶ一直線となるのが特徴である。

例文(問): 夏至の日、南中時における影の長さが冬至の日よりも短くなる理由を、太陽高度に着目して説明せよ。

例文(解): 夏至は冬至に比べて太陽の南中高度が高く、太陽が高い位置にあるほど地面に落ちる影の長さは短くなるため。

小学生のみなさんへ

日影曲線(ひかげきょくせん)は、地面に立てた棒のかげの動きを記録して、その先端を線で結んだものです。かげの長さは太陽の高さによって変わるため、季節によって線の形が変わります。

夏は太陽が高いので、かげは短くなって棒の近くを通ります。冬は太陽が低いので、かげは長くのびて、棒から遠いところを通ります。春と秋は、かげの先がまっすぐな横の線になります。この線を調べると、太陽がどのように動いているかがよくわかります。

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