（天体１）
月はなぜ形が変わるの？
＜目 次＞ １．ねらい＜目的と概要＞ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 ２．カリキュラム実施のための情報やヒント ・・・・・・・1 2-1.観測 2-2.実験 ３ ． カ リ キ ュ ラ ム 手 順 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2 3-1.日時の選択 3-2.観測 ４．安全対策 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4 ５ ． 科 学 す る 心 を 育 て る ヒ ン ト ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 4 ６．この教材を行う（用いる）ことのできる子どものレベル ・・・・4 ７．その教材を行う（用いる）ことのできる活動団体の 経験年数・・・・4 ８．関連項目 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5 8-1.学習指導要領との関連 8-2.活動総覧(活動マップ) 8-3.教材系統図(カリキュラムマップ)月の満ち欠けの観測
本教材は宇宙とのつながりを軸として科学を身近に感じてもらうために作った 科学教材です。本教材の利用による事故等については一切責任を持ちかねます ので、本教材の利用は、経験のある指導者の指導の下に行って下さい｡ ２００５年（平成１７年）３月３１日 日本宇宙少年団 教材検討グループ月はなぜ形が変わるの？
－ 月の満ち欠けの観測 －
１． ねらい＜目的と概要＞ 月の満ち欠けは、月、太陽、地球の位置関係によるものだが、頭では分かっていても、なかなか 現実のものとしては実感できない。そこで、実際にこれらを観察すると同時に、模型を作ってその 位置関係を立体的に実感させる。 太陽と月の離角（見かけの距離角度）を肉眼で測定し、その意味を模型を使って理解するととも に、当日の月の位相（月のふくらみ方や欠け方）を再現する。 （参考）「天体カリキュラムⅡ 月と地球」では以下のことを行います。（「天体カリキュラム Ⅱ」は別紙参照） １）天体Ⅱ クレーターを作ってみよう 月のクレーターをスケッチし、その模型を作成することにより月面の立体的な 地形を実感する。 ２）クレーターの上に輝く地球は？（発展その１） （小学校高学年以上） 紙人形を地球儀、月球儀及びクレーター模型の上に置いてみることにより、そ れぞれの天体がどの方向、どの高度に見えるかを考える。 ３）クレーターの上に輝く地球は？（発展その２） （小学校高学年以上） 地球から見る月の動きと、月から見る地球の動きや様子の関係を考える。 ２．カリキュラム実施のための情報やヒント ２－１［観測］ １）天体観測プログラムにおいては、当日の天体情報の把握が最も重要であるので、そのための 情報入手源を紹介する。 ⅰ．天文年鑑（誠文堂新光社：945 円）１年間の天文現象の予報を掲載。観測者必携。 ⅱ．天文手帳（地人書館：840 円） 〃 ⅲ．天文ガイド（誠文堂新光社：700 円）１ヶ月の天文現象の予報とトピックの解説。 望遠鏡や双眼鏡の宣伝、紹介記事が豊富。 ⅳ．月刊天文（地人書館：700 円）１ヶ月の天文現象の予報とトピックの解説。 ⅴ．天体観察の入門書も一冊あると良い。例えば、「初歩の天体観測」平沢康男（地人書 館：2000 円）Ｐ.106～109、月の満ち欠けの基礎知識と観測､スケッチなども参考になる。 ⅵ．ジュニアサイエンティスト（日本宇宙少年団：500 円）毎月ごとの天体観測の情報も 載っています。 ⅶ．国立天文台のウェッブサイト トップページは http://www.nao.ac.jp/ 、この中の 「ほしぞら情報 http://www.nao.ac.jp/hoshizora/index.html」に毎月の観測に適し た星空の情報が掲載されています。 ２）望遠鏡の準備 ⅰ．屈折望遠鏡（口径 6cm～8cm）月面の中倍率（100 倍くらい）までの観測ならこの程度で大丈夫。赤道儀方式の架台が 望ましい。 ⅱ．反射望遠鏡（口径 20cm 程度） シュミット・カセグレンタイプ（いわゆるシュミカセ）がコンパクトで扱いやすく値段 も手頃である。惑星観測には、このくらいの口径の方が有利。赤道儀方式の架台が望ま しい。 ２－２．［実験］ １）分度器 月と太陽の離角を目測により測定し、それを室内において再現するために使用す るが、測定精度の観点と、何をしているかをはっきりと理解させるために、画用 紙に大きく引き伸ばして使用する方がよい。 ２）電灯 太陽を表すものとして使用するが、太陽が 360 度すべての方向に光っている球体 であることを理解させるためには、懐中電灯での代用には注意が必要である。ま た、光量が小さいと月の欠け具合を観察しづらいので光量と寸法の大きな光源を 用いたいが、寸法の大きな光源を用いる場合には影のでき方を再現するために、 できるだけ遠くから照らしたいところである。（資料１） 電灯(ａ) （資料１）電気店で 3,000 円ちょっとで売っていたもの。いかにも太陽っぽいので気に入って いる。40W 電球を 60W に入れ替えて使用している。もちろん裸電球でも十分である。 ※太陽の半径は約 69 万 6 千 km、地球と月との距離は約 38 万 km であり、月が地球 を回る軌道は太陽のなかにすっぽり入ってしまう。 ３．カリキュラム手順 ３－１．［日時の選択］ 太陽と月が同時に見えることが条件となるので、日没後に月を観測することを考慮して、５日 月～上弦頃の間の日没直前から２時間程度とする。 同時に、金星（宵の明星）も観望したいので、年間スケジュール作りの中で、何月に実施する かを天文年鑑等を参考に決めておく。同様に、火星、木星、土星が見えるタイミングも考慮して おきたい。
３－２．［観測］ １）太陽－月の離角（見かけの距離角度）の測定（小学校高学年以上） 準備した分度器(ｂ)を三脚等に固定し、一人一人確実に離角を測定できるよう工夫する。な お、太陽の方向には減光用フィルターを配置し、安全を確保する。 ２）月のスケッチ 月の位相（月のふくらみ方や欠け方）、月面のクレーター、模様などをスケッチする。特に 位相は、その後の講義・実験の前提資料となるので、できるだけ正確にスケッチさせる。 絵を描くのが好きな子にはじっくり描かせてあげる。あとで月面図と比べながら描いた模様 やクレーターと月面図との対応を比べると楽しい。さらにアポロなどの探査機の着陸地点がス ケッチ上のどこになるのかを考えるのも楽しい。 ３）模型による惑星の位置関係の再現 室内において、地球儀、月球儀、電灯(ａ)を使って当日の位置関係を理解させるとともに、 地球の方向から見て、月の位相が再現されていることをスケッチとの比較により確認する。 （チェックポイント） ⅰ．天体カリキュラムⅡにおける議論にそなえて、地軸の方向には気をつけておきたい。 夏は北回帰線が太陽直下に、冬は南回帰線が太陽直下に、春・秋は赤道が太陽直下にな ることに注意。 （理解させる項目） ⅰ．各天体の大きさ、各天体間の距離 例えば、地球儀の直径が 30cm の場合 地球の直径＝12,700km（30cm） 月の直径＝3,480km（8cm） 太陽の直径＝1,390,000km（33m） 地球－月の距離＝384,000km（9m） 地球－太陽の距離＝149,600,000km（3,500m） 従って、距離を再現するのは難しいので、コメントの中で、各天体がいかに遠くにある かを十分説明し理解させる。 ⅱ．地球上において夕方、明け方の地域はどこか？ 実際にその地点から見てみると、太陽（電球）が地平線に沈もうと（昇ろうと）してい るのが分かる。 ⅲ．太陽－月の離角は？ （小学校高学年以上） １）において観測した太陽－月の離角が模型上でどこの角度に対応しているのか理解さ せる。
ⅳ．月の位相は？ 地球方向から見た月の位相が、2)においてスケッチした月の位相と一致することを確認 させる。 ４）地球の満ち欠け 逆に、月から地球を見たとき、地球がどのような位相になっているか、実際に確認させる。 （時間的に余裕がある場合には、スケッチをさせる方が次の議論が理解しやすくなる） （理解させる項目） ⅰ．月の位相と地球の位相の関係 例えば、当日の月の位相が 35%（月齢で 5.5 日月程度）である場合、月方向から見た地 球の位相は、約 65%（地球齢？で 9.3 日地球程度）となる。両者の合計は約 100%（14.8 日月程度＝満月）になることを、できればスケッチを実際につなぎ合わせて、確認させ る。 ５）月と地球の満ち欠けの関係 一般的に、月から見た地球と、地球から見た月の位相を合計すると近似的に 100%（満月）に なることを確認させる。（小学校高学年以上） 月を数日後の位置に移動させて、４）の議論をもう一度行う。 ４．安全対策（子どもに危険を予知させる指導を含む） 望遠鏡・双眼鏡を使用しない場合でも、肉眼で長時間にわたり太陽を直視するのは危険なので、 減光用のフィルター（赤外線をカットできるもの）を利用させた方が安全である。 望遠鏡や双眼鏡を使用する場合は、太陽を直視する事故が起こらないよう、日没までの全時間、 全機器について、リーダーを専任で付けておくこと。対物レンズキャップを必ず装着しておく。特 に、望遠鏡のファインダーは、リーダー側も見落としやすく、子供は小さなものなので好奇心での ぞき込みやすいので注意する。 夜間の観測では原則として一人一人に懐中電灯を持たせること。その際、他人の目に光が入ると 星が見えなくなることを教えて、足下のみを照らすように指導する。 リーダーは観測場所を事前に日中と夜間について視認性や安全性を確認すること。観測時には、 あらかじめ時刻を決めておいてその時刻になったら点呼すると良い。 ５．科学する心を育てるための具体的なヒント 天体カリキュラムⅠでは、まず、地球から見た月の様子を、月と太陽と地球の空間的な配置から 模型を援用しながら想像したり、地球の模型の上に居る自分から見たらどのように見えるかを想像 したりできるようになると楽しい。自分の視点を移動させることをうまく導入すると、いろいろな 疑問や想像が沸いてくる。 ６．この教材を用いることのできる子どものレベル 一部を除いて小学校低学年から可能である。「角度」を扱う部分は小学校高学年以上。 ７．この教材を用いることができる活動団体の経験年数 結成したばかりの団体で対応は可能である。まず、リーダーが自ら理解し、「視点の移動」を体 験してイメージできることが重要。
８．関連項目 ８－１．学習指導要領との関連 小学校編：小学４年（Ｃ）「地球と宇宙」の 月や星 中学校編：第２分野（６）地球と宇宙 ８－２．活動総覧（活動マップ）：太陽系の旅「月を見よう」 ８－３．教材系統図（カリキュラムマップ）：「２ 天体を知ろう（学習）」 ２．２太陽系「月の満ち欠け」 ８－４．キーワード：月、満ち欠け、月齢、昼と夜 教材提供 ：日本宇宙少年団おおいた分団 追記、編集：｢宇宙航空分野における次世代人材育成のためのリーダー育成支援｣検討委員会 日本宇宙少年団 教材検討グループ お問合せ先：財団法人日本宇宙少年団 TEL.03-5542-3254 FAX.03-3551-4870 e-mail [email protected] 発行 ：宇宙航空研究開発機構 広報部 ©JAXA 無断転載を禁じます
