【小6理科】月と太陽を図解で総まとめ—月の形の変化と位置関係・太陽の表面｜武蔵野個別指導塾

月の明るい側と太陽の位置を3枚の図で結び、観察記録の読み取りやモデル実験の例題で確かめます。月と太陽の表面の違い、安全な観察のしかたまで家庭で学べる内容です。

よくあるのは、職員室前の廊下の長椅子で理科のプリントを見直し、「半月は、月の半分が地球のかげに入った形です」と書いたまま、理由の説明で止まるという場面です。丸い満月と細い三日月を知っていても、同じ月がなぜ違う形に見えるのかは、名前を覚えるだけでは説明できません。「暗い所があるから、何かが光をさえぎったのだろう」と考えることにも、自然な筋道があります。

ここで確かめたいのは、月のどちら側に太陽があり、どこから月を見ているかです。月は自分で光を出しているのではなく、太陽の光を反射して光って見えます。光が当たっている部分のうち、私たちに見える広さが変わるため、月の形も変わって見えるのです。

この関係をつかむと、夕方の空の月から太陽のある側を考えたり、ボールと明かりの実験を説明したりできるようになります。お子さまが「右が光る」と答えたときも、その右側と太陽とのつながりをたどると、暗記から理由のある説明へ進めます。

この単元で身につけること

• 太陽と月の光り方を区別します。太陽は自ら光を出し、月は太陽の光を反射しています。同じように明るく見えても、光のもとは違います。
• 月の明るい側と太陽の位置を結びつけます。月は太陽に向いた側が照らされるため、明るい部分がどちらにあるかは、太陽の方向を考える手がかりです。
• 月の形が変わって見える理由を説明します。月そのものが細くなったり大きくなったりするのではなく、照らされた部分の見え方が変わります。
• 観察とモデル実験を対応させます。空の月とボール、太陽と明かり、地球上の観察者と見る人の目を結びつけて考えます。
• 月と太陽の表面を比べ、安全に記録します。月のクレーターや太陽の黒点は写真資料で確かめ、空の観察では日時、方位、月の形をそろえて残します。

小4で学んだ月の位置の変化を土台に、小6では月と太陽の位置関係から形の見え方を考えます。位置の記録を読む力と、光の当たり方を考える力を合わせる単元です。形の名前をすぐに言えなくても、光源と見る位置を図に書き込めれば、理由を組み立てる準備ができています。

基本の考え方

月は球形で、太陽に向いた側が照らされます

月の形を尋ねられたときは、「月という天体の形」と「空に見える明るい部分の形」を分けましょう。月そのものは球形です。三日月の日も、球の一部がなくなっているわけではありません。明るい部分だけが目立つため、細い形に見えます。暗い部分にも月の表面は続いています。

太陽の光は月に当たり、その光の一部が私たちの目に届きます。白いボールを明かりで照らすと、明かりを向いた側が明るくなるのと同じ考え方です。月が光を受けることと、受けた光を反射することは、つながった出来事です。「太陽が月を照らす」と「月が太陽の光を反射する」は、どちらも説明に使えます。

図1のように、太陽が左にある場合、月の太陽に向いた側は左側です。この図は月を外から見た模式図で、地球から見える月の形をそのまま描いたものではありません。矢印は光が進む向きを示します。太陽と月の大きさや間の距離は、実際の割合にはしていません。

図1で先に見るのは、明暗の境目よりも光の矢印です。光が左から右へ進むので、月の左側が照らされます。「明るい側はいつも右」と丸暗記すると、この図を読めなくなります。紙の左右は図の向きによって変わりますが、太陽に向いた側が照らされるという関係は変わりません。

ふだんの月の満ち欠けを考えるモデルでは、月の表面のおよそ半分が太陽の光を受けています。ただし、その半分がいつも全部こちらに見えるわけではありません。明るい半分を正面から見る場合と、横から見る場合、明るい側がほとんど向こうを向いている場合では、見える明るい部分の広さが違います。

ここで「照らされる部分」と「見える部分」を別々に指で示すことが役立ちます。照らされる部分は太陽との関係で決まり、見える部分は見る人の位置との関係で決まります。この2つを重ねた部分が、地球から明るく見える所です。月の形を説明するときは、太陽だけでなく、見る位置も欠かせません。

太陽との位置関係が、月の見え方につながります

地球から見て月が太陽とほぼ同じ方向にあるころは、月の明るい側が主に地球と反対側を向くため、月は見えにくくなります。このころの月を新月といいます。月と太陽が空の中で離れて見えるようになると、明るい部分が細く見える三日月や、半分が明るく見える半月などを観察できます。地球から見て月が太陽と反対の方向にあるころには、明るい側がこちらを向き、満月になります。

この説明の「同じ方向」「反対の方向」は、地球から見た方向のことです。太陽と月が接しているという意味ではありません。また、ここでは位置関係を大まかに捉えます。現実の天体が毎回ぴったり一直線に並ぶという意味でもありません。月の満ち欠けを理解するために、まずは明るい側の見え方に集中しましょう。

月の形は日がたつにつれて少しずつ変わります。夕方に見える細い月が、その後の日にはよりふくらんだ形に見えることがあります。一方、満月の後には、明るく見える部分がだんだん小さくなります。半月という同じ名前でも、明るい側や見える時間帯が異なる場合があります。形の名前だけで太陽の位置を決めず、観察した時刻や方位も一緒に読みます。

同じ夜のうちに月の位置が変わることと、日を変えると月の形が変わって見えることも分けます。短い時間の観察では、まず月が空のどこへ動いたかを記録します。満ち欠けの違いを比べるときは、日を変えた記録が必要です。「位置が変わったから、すぐに三日月が満月になる」ということではありません。

月の表面と太陽の表面を比べます

月の表面には、岩石や砂などがあり、クレーターと呼ばれる丸いくぼみがたくさん見られます。クレーターは、主に宇宙から来た物体が月にぶつかってできたものです。写真では、ふちが明るく見えたり、くぼみの一部にかげができたりします。月全体の満ち欠けと、表面の小さなくぼみが作るかげは、見る範囲の違う話です。

月の写真にある暗い模様が、すべて光の当たっていない場所とは限りません。表面の性質の違いによって暗く見える広い部分もあります。満月の写真でも模様が見えることから、月の輪郭として見える形と、表面の模様は分けて読む必要があります。三日月の暗い側と、満月にある暗い模様を同じ理由で説明しないようにしましょう。

太陽は自ら光や熱を出す天体で、非常に高温です。太陽の写真には、黒点という黒っぽい部分が見られることがあります。黒点は周囲より温度が低いため暗く見える部分で、月のクレーターのような穴ではありません。黒く写っていても、冷たい場所だという意味ではないことも押さえます。

太陽の表面の様子は、安全に撮影された写真や授業で用意された資料を使って確かめます。太陽を直接見たり、双眼鏡や望遠鏡を向けたりしてはいけません。色のついた下じきやサングラスを使ってのぞく方法も安全ではありません。月と太陽の位置を調べる学習でも、太陽を目で探して見つめる必要はありません。観察計画は保護者と一緒に立て、太陽の方位は授業資料などで確かめます。

例題で解き方を確かめる

例題1　月が明るく見える理由を選びます

問題です。月が明るく見える理由として正しいものを選び、もう一方が違う理由を説明しましょう。アは「月が自分で光を出しているから」、イは「太陽の光を月が反射しているから」です。夜に月が見えている場面を考えます。

1. 光を出している天体を確かめます。光の出発点を決めると、太陽と月の役割を取り違えずにすむからです。この場合、光のもとは太陽です。
2. 光が目に届くまでの順を考えます。太陽の光が月に当たり、月で反射した光が地球上の私たちに届きます。光の道筋で考えると、月が光を作るという説明は必要ありません。
3. 自分のいる場所が夜であることと、月に太陽の光が当たることを分けます。地上から太陽が見えなくても、月には太陽の光が当たっている場合があるためです。

「夜だから太陽の光はどこにもない」と考えると、満月の明るさを説明できなくなります。私たちのいる場所から太陽が見えないことは、太陽が光を出すのをやめたという意味ではありません。光源を自分の目に見えるものだけに限らず、図の中に太陽を書き足して考えましょう。

答え：イです。月は太陽の光を反射して明るく見え、自分で光を出しているわけではありません。

例題2　ボールの見え方を位置から考えます

問題です。図2は、明かりと白いボールと観察者を上から見たモデルです。明かりは図の右側に置き、観察者は中央からボールを見ます。A、B、Cの各位置にボールを置いたとき、明るい部分はどのように見えるでしょうか。明かりは十分離れた所にあると考え、光を平行な矢印で表しています。

図2のように、どの位置でもボールの右側を照らす設定です。図の中のボールの塗り分けは、上から見た光の当たり方を表します。観察者の目に見える形は、その塗り分けを中央から見直して考えます。点線は観察者からボールを見る方向で、光の道筋を表す矢印とは役割が違います。

1. 明かりの位置を固定して、照らされる側を決めます。先に見る人の左右で色を塗ると、光源との関係が逆になるからです。AもBもCも、右側が明るくなります。
2. Aを中央から見ます。Aは観察者から見て明かりと同じ方向にあるため、観察者に向いた面はほとんど照らされません。明るい側は向こうを向いています。
3. Bを中央から見ます。明かりの方向とBを見る方向は直角なので、見える面には明るい側と暗い側が半分ずつ現れます。球が半分になったのではなく、明るい部分が半分見えます。
4. Cを中央から見ます。Cの明るい側は観察者を向いているため、丸く明るく見えます。実験では観察者の頭のかげがボールにかからないようにする必要があります。

実際に試すときは、明かりを直接見ない位置から、保護者と一緒に行います。Cではボールを目の高さより少し上に置くなどして、頭で光をさえぎらないようにします。この上からの図だけでは高さの違いが表せないので、実物では高さも調整します。体のかげで暗くなったボールを、新月のモデルとして扱わないことが大切です。

答え：Aは明るい部分がほとんど見えず、Bは半月のように見え、Cは満月のように丸く明るく見えます。

例題3　日を変えた観察記録を読みます

問題です。夕方、同じ場所で、太陽が沈んだ直後に月を記録しました。ある日は西寄りの空に細い月が見え、何日か後には南寄りの空に右半分が明るい半月が見えました。どちらも南を向いて記録し、太陽が沈んだ側は記録用紙の右側です。この記録から、月の見える形と太陽との位置関係について説明しましょう。

1. 比べる条件を確かめます。場所と、日没直後という観察の条件をそろえてあるので、違う日に記録した月の位置と形を対応させて読めます。ただし、日没の時刻そのものが毎日同じだとは限りません。
2. 太陽が沈んだ側を記録に書きます。月だけを見ると「右が明るい」という特徴で止まるためです。この記録では太陽のある側は西側、つまり用紙の右側です。
3. 月が見える方向と太陽の方向の隔たりを比べます。西寄りの細い月から南寄りの半月へと変わり、太陽との方向の隔たりが大きくなっています。それに伴い、明るい部分も広く見えています。

この記録だけから、月の形が毎日同じ量ずつ変わったとか、次の日の正確な位置がどこかまでは決められません。観察でわかったことと、まだ記録していないことを分けて書きます。「数日で月そのものが大きくなった」という説明も避け、明るい部分の見え方の変化として表しましょう。

答え：太陽と月が見える方向の隔たりが大きくなるにつれて、月の明るい部分が細い形から半分へと広く見えています。

例題4　月と太陽の表面の説明を直します

問題です。「月のクレーターも太陽の黒点も、表面にある冷たい穴です」という説明を直しましょう。月の表面の写真には丸いくぼみが、太陽の写真には周囲より黒っぽい部分が写っているものとします。

1. 写真で似て見える点と、でき方の説明を分けます。どちらも暗く見えることがあっても、同じつくりだとは限らないからです。写真の色だけでは穴かどうかを決められません。
2. 月のクレーターを説明します。クレーターは月の表面の丸いくぼみで、主に宇宙から来た物体がぶつかってできたものです。くぼみのふちや内部にかげができることがあります。
3. 太陽の黒点を説明します。黒点は周囲より温度が低く、暗く見える部分です。太陽は非常に高温なので、「周囲より低い」を「冷たい」と言い換えないようにします。

比較の文では、共通する見た目を述べた後で違いをはっきりさせます。月は太陽の光を受けて見える岩石などの表面を持ち、太陽は自ら光を出しています。光り方の違いまで戻ると、両者を同じ種類の穴としてまとめられないことがわかります。

答え：月のクレーターは丸いくぼみで、太陽の黒点は周囲より温度が低く暗く見える部分です。

つまずきやすいところと直し方

誤り1　満ち欠けを地球のかげで説明します

誤った書き方は「三日月は、地球のかげが月の大部分をかくした形です」です。違うのは、ふだんの満ち欠けに、光をさえぎる物を持ち込んでいる点です。月は太陽の光を受けていても、明るい側の多くがこちらを向いていなければ、細く見えます。地球のかげが月にかかる月食は、ふだんの満ち欠けとは別の現象です。

正しい書き方は「月の太陽に照らされた部分のうち、地球から見える部分が細いため、三日月に見えます」です。ボールの実験でかげができたら、光をさえぎっているのが頭や手でないか確かめます。ボールを少し高くし、照らされる側があるのに細く見える位置を探すと、説明の違いが見えます。

誤り2　明るい側は必ず右と決めます

誤った書き方は「月はいつでも右側から光ります」です。違うのは、見る時刻や向きを外して左右だけを決めた点です。夕方の月で右側が明るく見える例はありますが、それをすべての月に当てはめることはできません。紙を回しただけでも左右の見え方は変わります。

図3は、夕方に南を向いたときの方位関係を表す模式図です。左が東、右が西になり、南の空にある半月の西側が明るく見える場合を示しています。実際の月の高さや、明暗の境目の傾きを正確に写した観測図ではありません。太陽が沈んだ側と月の明るい側の対応を読む図です。

図3のように方位を書いてから月を読むと、「右だから」ではなく「太陽がある側だから」と説明できます。正しい書き方は「月の太陽に向いた側が明るく見えます。この夕方の図では西側が明るい側です」です。別の向きの図でも、最初に太陽の位置と観察者の向きを確かめる手順を保ちましょう。

誤り3　上からの図を、目に見える月の形だと思います

誤った書き方は「図2のボールはどれも半分だけ塗られているので、AもBもCも半月です」です。違うのは、図を見る位置と実際の観察者の位置が混ざった点です。図2を上から見ている私たちと、中央からボールを見る観察者は、違う場所にいます。

正しい書き方は「照らされる側はどの位置でも同じですが、中央の観察者に見える明るい部分は位置によって変わります」です。紙の中央に目の印を書き、そこからA、B、Cへ指を動かして、手前に来る面を考えます。実物のボールに置き換えるときも、紙を見下ろす位置に目を置くのではなく、中央の観察者の位置から見て確かめましょう。

練習問題

練習1　光の順を言葉にします

夜に見える満月について、「太陽」「月」「反射」「目」という言葉を使い、光が届くまでを説明しましょう。月が自分で光を出すという説明になっていないか、文を読み返します。

練習2　モデルの条件をそろえます

図2でBに置いたボールの見え方を調べます。中央から見た後、明かりとボールを動かさず、観察者だけがボールの反対側へ移りました。最初と後の見え方を、同じ観察条件の記録として比べてよいでしょうか。変わった条件も答えましょう。

練習3　夕方の記録を直します

図3と同じ向きで半月を記録しました。記録には「南を向くと右は東なので、月の東側が明るい」とあります。方位と明るい側について、正しい文に直しましょう。

練習4　表面の名前を区別します

月の写真に見られる丸いくぼみと、太陽の写真に見られる周囲より温度の低い黒っぽい部分の名前を、それぞれ答えましょう。また、太陽の表面を家庭で確かめるとき、どのような資料を使うのがよいでしょうか。

答えと解説

練習1の答えは「太陽の光が月に当たり、月で反射した光が私たちの目に届きます」です。太陽、月、目の順に光をたどれれば、月の明るさを太陽と結びつけられます。夜であることを理由に、太陽を説明から外さないようにします。

練習2の答えは「同じ観察条件としては比べられません。ボールを見る位置が変わっています」です。見え方には、光を受ける側だけでなく、見る位置も関係します。月の位置だけを変える実験なら、観察者と明かりの位置は保ちます。

練習3の答えは「南を向くと右は西なので、この図では月の西側が明るい」です。方位を取り違えると、月の塗り分けが正しくても説明が逆になります。左の東と右の西を、月の形とは別に確かめてから文にします。

練習4の答えは「月のくぼみはクレーター、太陽の黒っぽい部分は黒点です。太陽は安全に撮影された写真などの資料で確かめます」です。黒点は穴ではなく、周囲との温度の違いで暗く見えます。太陽を直接のぞく方法で確かめてはいけません。

次の単元へのつながりと家庭での確かめ方

この単元で身につける「光が来る向き」と「見る位置」を分ける考え方は、この先の天体の学習にもつながります。また、実物の月を手で動かすことはできなくても、ボールのモデルで関係を調べられます。モデルが何を表し、何をそのまま再現していないかを考えることは、ほかの理科の実験を読むときにも役立ちます。

家庭での確かめ方の1つ目は、5分ほどで観察カードを作ることです。保護者と一緒に、日付、時刻、見る向き、月の形を書く欄を用意します。空を見る場合は太陽が沈んだ後、安全な平らな場所に立ち、見えた月を目印の建物と一緒に描きます。月が見つからなければ、そのことを記録して終えます。身を乗り出したり、暗い場所へ探しに行ったりする必要はありません。後日も同じ場所で記録すると、形と位置を比べられます。

2つ目は、5分ほどで白いボールと熱くなりにくい明かりを使う確かめ方です。保護者が明かりを安定した場所に置き、お子さまは明かりを直接見ず、ボールの照らされた側を見ます。明かりと見る位置を保ち、ボールの位置をゆっくり変えます。部屋全体を真っ暗にする必要はありません。形がはっきりしなければ、ほかの明かりの影響や、体が作るかげを確かめます。これは太陽や月の本当の大きさと距離を再現する実験ではなく、光の当たり方と見え方を比べる実験です。

個別指導で説明が止まった場合は、形の名前を増やす前に、図の中で太陽と観察者を指せるかまで戻って確かめます。方位で迷う場合には、南を向いた自分を紙に描き、右が西になることからたどります。

まとめ

「半月」と答えられた後に、どこに太陽があり、どこから見ているのかを図に足してみましょう。その図と説明がつながれば、違う向きの問題に出会っても、光の当たり方から考え直せます。お子さまの答えを見るときも、形の名前の正しさに加えて、明るい側を選んだ理由に目を向けると、次に確かめる場所が見つかります。

細い三日月を説明する出発点は、欠けた輪郭ではなく、そこに届いている太陽の光です。