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光のなぞ 光や色のたのしい知识がいっぱい!

光の“正体”は?

月はなぜ満ちかけするの?

月は満ち欠けをくり返す

地球から见る月は毎日、姿を変えます。夕空に见えた叁日月は数日后には日が沉んだ直后の空で半月になり、さらに数日経つと満月に、その后は夜半过ぎから夜明けの空に移って次第に细くなっていきます。
この変化を月の「満ち欠け」といい、ほぼひと月の周期でくり返されます。地球にもっとも近い天体である月の、変化のしくみを考えます。

叁日月の写真

叁日月

地球のまわりを回りながら太阳を回る

月の満ち欠けは月と地球、太阳の位置が変わることで起きます。私たちが住む太阳系は、中心にある太阳のまわりを地球などの「惑星」が公転1していて、その惑星のまわりを月などの「卫星2」がまわっています。月は地球のまわりを公転しながら、地球といっしょに太阳のまわりをまわっているのです。

太阳は自分で光を出す「恒星」ですが、地球などの惑星や月などの卫星は自分では光りません。これらが夜空で光って见えるのは、太阳の光を反射しているためです。地球の北极のはるか上空から地球と月を见たようすが右下の「月の形の変化」の図です。左侧の太阳からの光で、地球も月は左半分だけが辉いています。月の明るい部分が月面の昼、暗い部分が夜にあたります。

※1 公転とは他の天体のまわりをまわることです。
※2 恒星のまわりを公転する天体が惑星で、惑星のまわりを公転する天体を衛星といいます。

月と地球の轨道

月と地球の轨道

月が动いて见る向きが変わる

月は约1か月で地球を公転するのですが、その间で地球から月が见える方向が変化します。
たとえば月が図の①にあるときは地球は太阳と反対侧で、地球から见えるのは月の夜侧です。夜侧の月面はまっ暗なので、月の姿はほとんど见えません。この状态が「新月」と呼ばれています。
数日して月が図の②の位置に移動すると、地球からは月の夜側だけでなく昼側(光が当たっている側)の部分も細く見えてきます。これが「叁日月」の状態です。
新月から约7日経つと、月は地球から见て太阳と90度の位置(図の③)に来ます。月面の昼侧が半分だけ见えます。これが「半月(上弦)」です。
新月から约15日経つと、月は地球から见て太阳の反対侧(図の⑤)に移动し、月面の昼の部分が全部见えるようになります。これが「満月」です。
この后も月の位置が変化して地球から见る向きが変わっていき、「半月(下弦)」を経て新月に戻ります。月の満ち欠けはこのように、月を见る方向が変化するために起きているのです。

月の形の変化

月の形の変化

月食とのちがい

満ち欠けの原因を「地球の影に入るから」と思っている人も少なくないようです。でも、月が地球の影に入る现象は月食3といい、満ち欠けとは别のしくみです。その証拠に、月食では欠けぎわ(明るい部分と暗い部分のさかいめ)は常に一定にカーブしています。

月食で暗い部分は月にうつった地球の影で、地球の形にまるくなっています。
月の満ち欠けでは、欠けている场所のへりのカーブが毎日変化し、半月では直线になります。

※3 参照:キヤノン サイエンスラボ?キッズ「光のなぞ 日食?月食のふしぎ」

月食のときの月

月食のときの月

皆既月食のとき、地球の影に全面が覆われた月(太阳光の赤い成分が地球の大気で散らばるために赤く见えている)

皆既月食のとき、地球の影に全面が覆われた月(太阳光の赤い成分が地球の大気で散らばるために赤く见えている)

月食と満ち欠けとのちがい

月食と満ち欠けとのちがい

月の満ち欠けの周期は约29.5日

新月(朔ともいう)から満月(望ともいう)を経て新月に戻るまでの时间(「朔望月(さくぼうげつ)」という)は平均で约29.5日です。でも、月が地球のまわりを一周する时间(月の公転周期)は约27.3日。
一周しても新月の位置に戻らないのは、月が一周する间に地球が太阳の周りを公転して、太阳の方向が少し変わるためです。月は新月に戻るまでにさらに公転する必要があるため、朔望月は月の公転周期より2日ほど长くなります。

月の公転と朔望月

月の公転と朔望月

スーパームーンの秘密は月の轨道

月の轨道(地球を回る道すじ)は円ではなく楕円です4。このために地球と月の距离が変化するので、地球から见る月の大きさも最大で14%ほど変わります。
月が地球にいちばん近いとき(大きく见えるとき)に満月になるのが、最近话题になっているスーパームーン5で、明るさも远いときの満月に较べて3割ほど明るくなります。地球から见る月は満ち欠けだけでなく、大きさも変化するのです。

※4 参照:キヤノン サイエンスラボ?キッズ「光のなぞ 日食?月食のふしぎ」
※5 スーパームーンは天文用語ではなく、一般に使われる言葉です。今後は2024年10月17日、2025年12月5日がスーパームーンで、その後も1年にほぼ1回起きます。

月の満ち欠けを実験でためそう
月の満ち欠け体感実験

月の満ち欠け体感実験

いらなくなったキャップやサンバイザーに棒をとりつけ、その先端に発泡スチロール球やピンポン球を糸でつるしたものを作ります。これをかぶって、窓や電気スタンドなどの光が一方から当たる場所で、球にできる影を観察します。体を回転させると明るい部分と影の形が新月や叁日月、半月、満月など月のように満ち欠けして見え、月の満ち欠けのしくみが理解できます。
なお、球が満月のところにあるときに、光を头でさえぎって球を影に入れると、月食と同じ状态になります(头が地球にあたります)。

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色と光

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