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2009-07-25



太陽系

太陽系とは、太陽の重力の影響下にある天体集団のことです。ガリレオ・ガリレイが望遠鏡を夜空に向けるまでは、太陽、水星、金星、火星、木星、土星と月が、恒星とは別に地球の周りをまわっていると考えられていました。ガリレオ以降に、様々な天体が発見されてきました。

そういえば2006年の国際天文学連合(IAU)総会で、冥王星は新しく作られた準惑星という分類に移されましたね。

太陽系モデル

photo from Wikipedia

太陽系のモデルでよく見るのは、太陽と惑星の大きさを同じ縮尺で比較したものです。上の画像の場合、天体間の距離は無視されています。

photo from Wikipedia

一方、距離の縮尺を元にモデルを描くと、天体の大きさを示すのは小さすぎて困難です。上の画像は、木星より外側の惑星軌道を示していますが、天体の大きさを同じ縮尺で表すことは難しいです。

地学観察実験ハンドブックの256ページに、小林英輔さんが「紙テープによる太陽系の縮尺モデル」という記事を書かれています。これは天体の大きさと距離を同じ縮尺であらわしたモデルです。これはいい!と思ったので、この太陽系モデルを作ってみることにしました。

1000億分の1太陽系モデル「太陽系を手のひらに」

材料

紙テープ(18mm×33mを2本)、ヒノキ工作材(10×3×30mmと10×3×60mm)、銅くぎ、シール状プリンター用紙、板目表紙、塩ビパイプ(φ18mm×25mm)、瞬間接着剤、セロハンテープ、

作り方

solar system model
画像のクリックでポップアップします。

板目表紙、塩ビパイプ、ヒノキ材、銅くぎで、紙テープ巻き取り用のリールを組み立てます。2本の紙テープをセロハンテープでつなぎ、リールに巻き取ります。

参考文献では天体を手書きで書き込むようになっていました。1000億分の1の太陽の直径は14mmなので大丈夫なのですが、地球の直径は0.14mmになり、月の軌道半径は4mmになります。これらを書き込むのは大変なので、大きなサイズで原稿を作り、シール状プリンター用紙に縮小プリントしました。この惑星シールを、紙テープ上の該当する位置に貼り付けていけば完成です。

広げてみるとこんな感じ

太陽の位置に赤いビー玉を置き、さらに目印となるものをその横に立てておき、そこから後ろに下がって観察してみました。

太陽から59mはなれた冥王星軌道(青矢印)からは、太陽代わりに置いた赤いビー玉(赤矢印)どころか、目印さえよくわかりません。

1000億分の1太陽系モデル作製キット「太陽系を手のひらに」を、科教協埼玉大会(2009年8月1日)の科学お楽しみ広場に準備しました。欲しい方、興味をもたれた方はぜひお越しください。

日食観察への応用

神戸小学校のM宅先生から、2009年7月22日の日食観察時の様子を教えていただきました。そのメールを一部転載します。

新型インフルのせいで終業式後も全市補充授業のM宅です(泣)
小学三年には日食の話は分からんやろ…って思ってたんですが。
昨日NHKの「クローズアップ現代」を見てて「私もやろう!」と思い立ち、
夜中にいきなり教材作りを始めました(^^;
まず以前yu-kuboさんに戴いた「太陽系を手のひらに」を出し、
なんとか生かせんかな…!って。
天気悪そうなので、運動場にテープ伸ばすのは断念。
でも、データがとっても参考になりました。
yu-kuboさんありがとうございました!
極小の直径3㍉まち針を月にすると、ビー玉が丁度4倍の12㍉で地球!
クラス人数分揃えてセロテープで針を保護して、さてと太陽は模造紙で…
そうだ!運動会の大玉は!?なんて考え出したら楽しくなってもて、
昨日は完全寝不足でした(^-^;
朝すぐ測りに行った大玉がまさに月の400倍で約120㌢!嬉しかったです。
子供達に軽く日食の説明して体育倉庫から大玉を出し、
手元のまち針で大玉を隠せるまで運動場を後ずさり…!
結局校庭の端から端まで目一杯下がっても100㍍ないので
太陽(大玉)は隠れませんでした。
「太陽デッッカ!」「あんなに遠いん?」って予想以上に反応良く理解度も◎!
準備してよかったなぁ~ってホクホクしましたo(^-^)o
神戸も雲が厚く、最大時刻には見えませんでしたが、
クラスみんなでそれ以前に外に出て、
欠け始めから裸眼でクッキリ見て大興奮してたので、満足です(^o^)
クローズアップ現代とyu-kuboさんに感謝です!
最高に楽しい一日でした(^O^)/

月の直径を3mmに、月‐地球間の距離を40cmにすると、これは「太陽系を手のひらに」の100倍のスケールですね。すると、地球-太陽間の距離は150mに。グラウンドの広さがちょっと足りませんでしたか。でもでも、天体の大きさと距離を同時に実感することは、子どもたちにとって、とても印象的だったようですね。少しはお役に立てたようで、私も嬉しいです。

このサイトへの転載許可をM宅先生に求めたところ、こんなありがたいお返事を頂ました。

私が今回実感したのは、
(当たり前の事なんですが)知識として4倍だ、400倍だと覚える事よりも、
実際に比べたり試したりする事で得る理解や感動、驚きがいかに大切かって事!
だからそんなヒントやモチベーションを私に分けて下さったyu-kuboさん、
ありがとうございます!なんですo(^-^)o


で、おまえは日食を観察できたのかって?
ええ、できませんでしたとも。仕事の合間を縫って、用意万端準備していたのですが、厚い雲に隠れてまったく見えませんでしたよ。
(T_T)




参考文献

地学観察実験ハンドブック 朝倉書店 1988

関連項目



  • もう少し わかりやすく
    -- たまご (2010-07-19 19:50:11)
  • たまごさん、こんにちは。コメントありがとうございます。
    「もう少し わかりやすく」とのことですが、どのあたりでしょうか?
    具体的な質問じゃないと返事ができませんので、
    よろしくお願いします。
    -- yu-kubo (2010-07-21 18:31:44)
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