中学受験・理科 おさえておきたい月食・日食 なぜ起こるの?

中学入試の理科では、生物・地学・物理・化学の4分野まんべんなく出題されることが多いです。その中でも、地学分野の頻出分野と言えば月食、日食です。月食や日食が起こると、ニュースでも大々的に報道されますね。そのようにニュースになった年には、時事問題の一環として出題されることがよくあります。

月食や日食という言葉は知っていても、仕組みを理解していますか?入試で出題されるときは、その仕組みの根本的な理解を前提としています。今回は、時事問題でも狙われやすい月食、日食がなぜ起こるのか、について整理していきます。出題されてあわてることのないよう、その仕組みをしっかり確認しておきましょう。

月食の仕組み

太陽に照らされた地球の影の中に月が入ってしまったとき、月が欠けて見えます。これが月食です。

月食のときは、太陽ー地球ー月の順に一直線に並んでいます。ですから、このときの月は満月、ということになります。地球の影にすっぽりと入ってしまうと、「皆既月食」、部分的に入ってしまうと「部分月食」になります。

満月は月に1回あるわけですから、月食はしょっちゅう起こるような気がしますが、実際はそうではありません。その原因は、月の公転面と地球の公転面が傾いている(細かく言うと5.1度)からです。ですから、一直線に並ぶ月食は珍しいのです。それでも、平均すると年に1~3回くらい見ることができます。

 

また、月食のときは、その時間に月の見えるところであれば世界中で見ることができます。

月は、北極の方から見て反時計回りに公転しているので、地球の影に右から入り、左に抜けていきます。ですから、月食は左から欠けていくことがわかりますね。

実際に観察するとわかりますが、皆既月食でも月は完全に見えなくなってしまうのではなく、「赤銅色」という少し赤っぽい色になって見えます。これは、太陽の光が地球の大気で屈折するからです。そして、波長の長い赤い光が大気を通り抜けやすいので、赤く見えるのです。

いろんな知識がここに集まっていますね。光の屈折、色による違いも確認しておきましょう。

日食の仕組み

日食は、太陽と地球の間に月が入り込んだときに起こる現象です。

太陽ー月ー地球の順番に一直線に並ぶと、地球の一部に月の影が落ちます。この部分で日食が起こります。このときの月は、当然、新月です。月食と同じく、月の公転面と地球の公転面が傾いている(5.1度)ことが、この現象を珍しいものにしています。

月の直径は地球の4分の1ほどしかありませんから、月の影は地球上のごく一部にしか落ちません。ですから、日食は限定的な区域でしか見ることができないのです。月食よりさらに珍しい現象になるわけですね。場所を特定すると、日食は平均して数年に一度、太陽が完全に隠れる皆既日食は300年~400年に一度しか見られません。

日食には「皆既日食」「金環日食」「部分日食」があります。「皆既日食」は、先ほど書いたように、完全に太陽が隠れてしまう現象です。「金環日食」は太陽が月からはみ出て、太陽が輪のように見える現象です。この違いは、月の公転の軌道が楕円形になっていることに原因があります。楕円形がどういう形か思い浮かべてみるとわかりますが、月は地球に近いときと遠いときを繰り返して地球を回っているんですね。地球に近い距離にいるときは、月は大きく見えます。ですから、このときに月食が起きると皆既日食になります。逆に遠い位置にあるときには、金環日食になります。

日食が欠けていく方向ですが、月食と逆で、右から欠けていきます。

まとめ

月食・日食の問題では、太陽系全体の仕組みを理解できているかが問われます。必ず図で確認しながら理解するようにしましょう。ただ標語のように「日食」「月食」と言葉で覚えようとすると混乱してしまいます。視点を地上から宇宙に移して、宇宙から太陽系をながめるつもりで仕組みを理解しましょう。

実際に、地球から見た場合だけでなく、ほかの位置から見たときにどのように見えるか、というのが太陽・月・地球などの問題ではよく出題されます。ここから見たらどうなるかな?と疑問を持ちながら、理解を深めましょう。

天体の問題は、「地動説」の仕組みを図で理解できれば、すべて単純に説明できるようにできていますが、中学入試ではそこまで詳しい知識は要求されません。位置関係や公転との関係など、基本知識をしっかり覚えて、仕組みをしっかり理解しておきましょう。

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