月と金星の満ち欠け｜真上から見た図と地球から見た形をつなぐ教材
中学3年 / 第2分野 (6)地球と宇宙 (イ)太陽系と恒星
月の満ち欠けは、真上から見た図と、地球から見た形の2つを頭の中でつなぐ必要があります。この2つが結びつかないまま「新月・三日月・上弦…」を順番で覚えてしまうことが多い単元です。
このツールは、真上から見た図の月をつかんで動かすと、地球から見た形が同時に変わります。地球からの目線を線で描いてあるので、「光っている半分」と「見えている半分」の重なりが右の形になることが目で追えます。
この単元で つまずくところ
- 真上から見た図の月は、いつも左半分が光っている。 太陽の光は同じ向きから来るからです。満ち欠けの形をこの図に描いてしまうと、何が起きているのか分からなくなります。
- 満ち欠けは「光る半分」と「見える半分」の重なり。 月が欠けているのではありません。この重なりを線で見せています。
- 新月＝日食ではない。 月の通り道は地球の通り道から約5°傾いているので、新月のたびに日食が起きるわけではありません。このツールは「日食が起こることがある並び」までしか言いません。
- 金星は真夜中に見えない。 地球より内側を回るからです。太陽から離れられる角度（最大離角）は46°までで、その先には行けません。
- 金星は近いほど大きく、そして細い。 大きさと形が同時に変わります。月とちがうところです。
このツールで 何が見えるか
- 真上から見た図
- 月（または金星）をつかんで動かせます。公転は教科書と同じ反時計回りで、軌道に向きの三角が出ます。
- 光っている半分
- 太陽のある側の半分がいつも光ります。金星の図では太陽が中心にあるので、中心を向いた側が光ります。
- 地球からの目線
- 地球から天体の両はしへ線を引いてあります。この範囲と光っている半分の重なりが、右の図になります。
- 地球
- 北極の上から見た地球を大陸ごと描いてあります。昼の側（太陽のある側）が明るく塗られます。
- 月の名前・月齢・南中時刻
- 新月・三日月・上弦・十三夜・満月…と、月齢と南中時刻が同時に出ます。
- 金星の見え方
- よいの明星・明けの明星、離角、地球からの距離、見かけの大きさが出ます。外合のときは「見えない」と出します。
- 地球も動かせる
- 金星の図では地球の位置も動かせます。再生すると本物の公転周期の比（地球が1周する間に金星は約1.63周）で回ります。
授業での使い方
月を1周ゆっくり回して、右の形が新月→三日月→上弦→満月→下弦と変わるのを見せます。名前はあとで結びつけます。
「上弦の月が南中するのは何時か」を予想させてから、月を上弦の位置に置いて確かめさせます。18時です。
金星で「なぜ真夜中に見えないのか」を、地球と金星の両方を動かしながら説明させます。会合周期（約584日）まで触れると、次に同じ見え方になるまでの長さが実感できます。
どの使い方でも、動かした条件はそのままURLに入ります。 画面の「リンクをコピー」を押して配れば、生徒の端末でも同じ画面が開きます。 生徒が見つけた条件のリンクを提出させれば、そのまま記録になります。
すぐ使える条件
あえて入れていないもの
中学校で教える形を優先して、省いている条件があります。 教科書や資料集の数値と合わないことがあるので、先に書いておきます。
- 日食・月食は「起こることがある並び」までしか出しません。月の通り道は約5°傾いているので、その並びのたびに食が起こるわけではありません。
- 金星の外合のときは「見えない」と出ます。内合はまっくらな円として出ます。
- 地球からの距離は天文単位で出しています。
- 月の満ち欠けの図で地球の位置は動かせません。動かせるのは金星の図だけです。
よくある質問
月はどうやって動かしますか？
真上から見た図の月をつかんで動かします。パネルの「月の位置」でも変えられます。「1周まわす」で自動で回ります。
金星で地球を動かすと何が分かりますか？
太陽・地球・金星の相対の角が同じなら、地球がどこにいても見え方は同じになります。「1周まわす」では地球と金星が実際の公転周期の比で回るので、よいの明星と明けの明星が入れかわっていくところまで見せられます。
日食・月食の指導に使えますか？
並びまでは見せられます。太陽－月－地球、太陽－地球－月になったときに表示が出ます。ただし月の通り道は傾いているので、そのたびに食が起こるわけではないことを添えてください。
ほかの教材は 中学理科ラボの一覧 から。
直してほしいところは 改善の要望 から。ツールの画面の「要望を送る」を押せば、そのとき見ていた条件のURLが付いた状態で開きます。