5年 理科 天気の変化4 太陽が地球に一番近いのは朝と夕方?
森竹 高裕 子どもたちが誤解していることに一つに、朝と夕方の太陽は大きい(近くにある)がある。この誤解を利用しながら、気温が一番高いときの太陽の位置を考えた。まず最初に、次のように尋ねた。
発問1 気温が一番高いときに、太陽の位置はどの辺にあるでしょうか
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子どもたちの中からは、以下の4つの考えただされた。経験に基づく意見・朝夕の太陽は近くにあると考えたものといろいろ出てきた。
< 6:00 > < 11:00 > < 12:00 > < 14:00 > それぞれの理由を聞いていくと、
< 6:00 = 太陽が昇ってすぐ > 1人 ・太陽が一番大きく見える。ということは、地球の近くにあるから、温度も一番高くなると思う。
< 11:00 = 真上よりも午前中側 > 1人 ・時間的には、12:00頃だと思うけれど、太陽の近いのは午前中だから、12:00と朝の間をとって、11:00頃だと思う。
< 12:00 = 一番高いところ > 23人 ・夏は日が長いから ・太陽のすみは寒くて真ん中ら辺がいちばん暑い。
・一番太陽が出ているから。 < 14:00 = 真上よりも午後側 > 7人
・外で遊んでいると、12時頃よりも、2時頃のほうが暑く感じる。 ・理由はよくわかんないけれど、2時ころ暑く感じる。
・地面があたたまったあと、気温が上がってくるから。 ・太陽が下がってきて、地球にだんだん近くなってくるから、暖かくなる。
経験から素直に考えれば、12:00〜14:00ころが一番暑いとなるのだが、朝夕は太陽が近くにあるという考えにとりつかれた子たちは、ジレンマに陥ってしまった。頭で考えると、朝夕が暑いことになってしまうのである。しかし、体験上そんなことはなかった。そこの部分で悩むのである。
そこで、次のように教師から尋ねてみた。
発問2 昼の方が夕方よりも太陽が小さく見るのに、温度が上がるのは おかしくないか?
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< おかしくない > 35人 ・太陽が最も高くなる時刻と気温が最も高くなる時刻にズレがあるのは、地面があたためられてから、空気があたためられるまでに時間がかかるから。
・昼間は太陽は上の方にあるから、いろんな所に光があたる。夕方は、太陽が斜めにの位置にあるから、あまり光があたらない。
・昼間より夕方のほうが光が弱いと思う。たぶん温度が半分になっている。 ・朝は太陽も低く、量も低い。だから温度も低い。でも太陽が高くなると、温度も高くなっていく。太陽が小さく見えても、太陽が高くなれば、気温は上がると思う。
この発問に対しては、全員が < おかしくない > と考えた。教科書を見ながら、気温のあがるしくみを一生懸命に説明した。
気温が一番高くなるのは、午後1時〜2時ころです。朝は太 陽は低く気温も低いです。このときの太陽の光は弱いものなの ですね。太陽が高くなるにつれて気温も高くなり、光も強くな ってくるのです。
説明1 では、なぜ朝夕の太陽は大きく見えるのでしょう?それは、 朝夕は、ビルや家など太陽と比べるものがあるので大きく見え るのです。反対に、昼間は太陽とくらべるものが何もないか ら、小さく見えるのです。しかし、実際の大きさは変わらない のです。
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このことをもっとわかりやすくするために、次のような実験をおこなった。
実験1 太陽の高さと光のあたり方のモデル実験をしよう。
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− 準備するもの − フォームポリスチレン 電球 画用紙 はさみ 千枚通し
黒いフィルム 赤セロファン紙 セロテープ − 実験方法 −
1.正午前後の太陽 穴をあけた黒いフィルムに、赤いセロハン紙を貼り付ける。真上から光をあてると、赤い光の点が多い。
2.朝夕の太陽 赤い光があたる面を斜めにすると、光の点は少なくなる。
3.1.2.それぞれの場合の赤い光の点数を数える。
「太陽の動き」(ポプラ社)より この実験をすることによって、明らかに朝夕の太陽の方が赤い光の点が少なく、光のエネルギーの弱いことがわかる。
教科書をみてみよう。昼は真上から、光があたるのに、夕方は説明2 斜めからあたっています。これでは光が、地面に直接あたりま せんね。昼は太陽の光が、地面に対した直角にあたっているの で温度も高くなっていくのです。
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