日時計づくりに挑戦!!
日時計づくりに挑戦してみませんか。
日時計には、秘密がいっぱいです。
日時計をつくりながら、太陽の動きや「時」の歴史にふれてみましょう。
コマ型日時計・水平日時計円環型日時計
明石市立天文科学館
子午線ってなあに
昔、日本や中国では、方位や時刻を十二支で表していました。
方位については、真北を「子(ね)」、真南を「午(うま)」と呼びました。
つまり、子午線は、北と南を結ぶ南北線のことです。
身のまわりから、十二支に関係があると思われるものを探してみよう。
たとえば、正午なんか関係ありそうですね。明石城のやぐらの名前なんかも…。
あなただけの子午線を引いてみるのはどうかな?
方位を知る方法には、どんな方法があるだろう?
方位のしらべかた(1)
方位のしらべかた(2)
方位のしらべかた(3)
南北線を引くのは簡単そうに見えるけど、やってみるとけっこうむずかしいんだよ。
一度チャレンジしてみてください。
自分だけの子午線が引けると、星空を観察する時、とってもべんりなんだよ。
子午線と明石
地球上で、子午線とは北極と南極を結んだ線のことで、世界中のどこにでもあります。
子午線の基準は、イギリスのグリニッジを通っています。(経度0度子午線)
グリニッジから東が東経、グリニッジから西が西経と呼ばれています。 明石を通る子午線はグリニッジから東へ、135度はなれたところを通っています。(東経135度子午線)
地球は24時間で1回転します。つまり、1時間で15度ずつ自転しています。(360度÷24=15度)
そのために、太陽が真南にくる地点は1時間で経度15度ずつ東から西へ移っていきます。経度が15度へだたるごとに、1時間ずつ時差ができます。
すると、グリニッジと明石(日本)では9時間の時差があることになります。(135度÷15度=9時間)
太陽が1時間で15度うごくことは、今日の日時計づくりとすごく関係があるんだよ。
イギリスからウィンブルドンテニスの生中継が午後9時から始まるのでみていたら、「試合開始は午後1時です。」というアナウンスがありました。時差は9時間なので、まだ試合開始までまだ1時間もあるのかと思っていたら、アナウンサーが「今、イギリスはサマータイムです。」といってくれたので納得しました。私たちにはサマータイムなんてなじみがないですよね。
明石と日本標準時
あかし
とうきょう
ながさき東 西
太陽は、朝、東からのぼり、お昼に南の空の高いところを通って、夕方、西にしずみます。明治のはじめ頃までは、太陽が南にきたときに時計を12時にあわせていました。
ところが太陽が南にくる時刻は、日本の国の中でも場所によってちがいます。明石より東にある東京では、20分はやく、明石より西にある長崎では20分おそく、太陽が南にきます。日本は東西に長い国なので、太陽で時刻をあわせると、同じ国の中でも1時間以上の時間差ができてしまいます。昔はこれでもよかったのですが、人々が電話を使うようになったり、電車や車を使うようになると、不便になりました。
そこで明治21年1月1日から、東経135度子午線の南に太陽がきたときに12時にした時計を、日本全国でつかうことになりました。これを日本標準時といいます。
そして、日本標準時をきめる東経135度子午線を、日本標準時子午線といいます。
明石市立天文科学館は、この子午線の真上にたっています。
12:00 12:20 12:4011:4011:20
では、なぜ明石の時刻が日本標準時になったのでしょう。
太陽の動きと日時計
太陽が空を動くと、地面に立てた棒の影も動きます。その影の動きを利用したのが日時計です。
時計の針が右回りなのも、この影の動きからきています。
コマ型日時計
コマのような形をしていて、コマの軸を針にしている日時計です。
針の影をみると1時間に15度ずつ動きます。
円環型日時計
円筒の側面に、真ん中の軸の影がうつる日時計です。
影は、1時間に15度(円周の1/24)ずつ動いて生きます。
牛乳パック日時計の作り方=コマ型日時計=
15度
3.5cm7cm
①1000mlの牛乳パック(7cm角柱)、周囲に線を引く。
②線を引いたところから10cmのところを、図1のように切り取る。
(35度の角度は、明石の緯度で北緯35度をあらわしています。牛乳 パックを使ってこのように切り取ると、35度ができるのが不思議ですね。)
③図1のように牛乳パックの1番長い側面の底に近いところを5cm×7cm切り取る。
④7cm×7cmの紙に図2のように15度ずつ線をひいていく。
⑤図2の目盛を2枚つくり牛乳パックの底と内面にはりつける。
⑥上面の中央の線をひきます。この線にそって竹ひごをつけます。図3のようにボール紙等に固定すると完成です。
⑦竹ひごの先が真北を向くように置き、竹ひごの影が時刻目盛に落ちたところを読み取ると、時刻がわかります。
図3
7cm
図2
5cm
10cm
35°
図1
切り取る
ペットボトル日時計の作り方=円環型日時計=
①牛乳パックでコマ型日時計と同じ台をつくる。
②ペットボトル の周囲に幅4cm程度の紙をぴったり巻きつける。
③周囲ぴったりの紙を2等分し、切る。
④さらに2等分された紙を12等分し、線を引く。(図1)
(これが時刻を示す線になります)
⑤その紙をペットボトル の内から時刻目盛ば見えるように周囲にはる。
⑥ペットボトル のキャップと底の中心に穴をあけ、竹ひごをとおす。
⑨できあがったペットボトル を牛乳パックでつくった台に固定する。そのとき牛乳パックの中心線と時刻目盛の中心線(12時の線)がずれないように 注意する。
⑩それをダンボールの台に固定したら完成です。
⑪竹ひごの先が真北を向くように置き、竹ひごの影が時刻目盛に落ちたところを読み取ると、時刻がわかります。
(図1)
12時
水平型日時計の作り方
参考資料
90度
64.8度
29.6度
8.7度
44.6度
18.2度
図1
90度
①図1のように、角度をとり、日時計の時刻目盛りをとります。
②図2のような角度で、辺の長さは図1の目盛り盤の大きさにあわせて三角板を作ります。
③三角板を12時の線に35度の角度が中心点アに合うように目盛り盤にとりつけて完成です。
④三角板の先が真北を向くようにおき、三角板の影が目盛盤に落ちた影
一度チャレンジしてみてください
12時
ア
図2
35度
55度
三角板
ア