６月の６年生クラスの実験テーマは「太陽と月の動き」でした。
昔から人類にとって最も身近な天体である、太陽と月。
まずは、その大きさや距離から見ていきましょう。
地球の直径は12,742㎞。
太陽の直径はそのおよそ100倍で、地球から太陽までの距離は、そのまた100倍（つまり地球の直径の1万倍）です。
一方、月の直径は地球のおよそ４分の１で、地球から月までの距離は月の直径の100倍。
数字としてはわかりやすいですが、実際の大きさや距離の違いはピンと来ませんね。
そこで、この縮尺通りの模型を作ってみました。
太陽を直径10㎝の球とすると、地球と月の直径は1㎜と0.25㎜で、間の距離は2.5㎝。
そして、地球から太陽までの距離は……
なんと10m
想像以上の遠さでした。
「それでも光がしっかり届くんだ……」と驚きの声があがりました。
こんなに大きさの違う太陽と月ですが、地球から見ると同じくらいの大きさに見えますね。 そのヒミツを探る実験もしました。
直径5㎝の球を目から25㎝の位置に持って、その球と直径１mの円がぴったり重なる所に立ちます。円から立っている所までの距離を測ってみると、およそ5mでした。
つまり、大きさが20倍の物が、20倍の距離にあると、同じ大きさに見えるわけです。
太陽の直径は月の約400倍で、地球からの距離もちょうど400倍。
偶然、そういう位置にあるために、同じ大きさに見えることがわかりました。
大きさや距離の関係がわかったところで、いよいよ動きを見ていきましょう。
太陽の周りを地球が公転し、その地球の周りを月が公転しています。
さらに、地球も月もその場で回転（自転）しています。どれも反時計回りです。
地球の回転軸（地軸）は公転面に対して23.4度傾いていて、太陽から見ると、北半球がよく見える時と反対に南半球がよく見える時があり、そのお陰で四季があることも学びました。
次に、地上にいる私たちから見た太陽の“見かけの動き”を観察してみました。
透明半球に、今いる所から太陽がどの方向に見えるかを記録します。
（その日の朝から1時間半おきに記録しておいた分も合わせて）
すべての点を線でつなぐと、太陽の一日の動きがわかります。
それは、北東寄りの東から昇り、真南の高い位置を通り、北西寄りの西へと沈む、ブーメランのような軌道でした。
この日ほぼ「夏至」だったので、太陽はとても高い位置を通っていました。
ここで質問
他の季節には、太陽の通り道はどう変化するでしょう？
透明半球に予想の線を描いてから、模型を使ってシミュレーションし、確かめてみました。
結果は、「夏の軌道と平行で、もっと低いところを通る」という予想通りでした
「春分の日」と「秋分の日」は太陽が真東から出て真西に沈むこと、「冬至の日」の太陽は非常に低くて、太陽が出ている時間がとても短いことなどもわかりました。
ちなみに、日本では、太陽の軌道と言えばこの斜めに昇って斜めに降りてくるイメージだと思いますが、地球上にはそうならない地域もあります。
たとえば、北極点では、太陽は一日中同じ高さで360度ぐるっと回転します。
そして、夏の半年間（春分～秋分）は太陽は一度も沈みませんが、逆に冬の半年間は太陽が一度も出ません。
また、赤道直下では、太陽は斜めには動かず、必ず垂直に昇って垂直に沈みます。太陽が一番高いのは夏ではなく、春分や秋分の日です。
とても不思議な気がしますが、そこに住んでいる人にとっては当たり前のことなのでしょうね。
最後は、月の動きと形についての実験です。
月の形が変わるのは、月が自分では光らず太陽の光を反射して光っているからです。
そこで、光が当たる角度によって、月の形が変化していく様子を再現してみました。
真っ白なボールを目の高さに持って、部屋を暗くし、ボールに一方向から光を当てながらその場でゆっくり反時計回りに回ります。すると、新月
から三日月
、上弦の月
……と変化して再び新月に戻る様子が観察できました。
地球
を取り囲む太陽
と月
のダイナミズムを、いろいろな形で体感した夏の午後でした