高卒認定 科学と人間生活-天体

出題傾向

年度 星の動き 太陽系 太陽
R3 2        
1        
R2 2        
1        
R1 2        
1 4    
H30 2     5  
1   5    
H29 2 4     1
1   4 1  
H28 2 4     1
1     4 1
H27 2 2   2 1
1 4     1
H26 2 5      
1   5    
各回の出題問題数

出題:

  • 令和元年度第1回7⃣-問5
  • 平成29年度第2回8⃣-問5
  • 平成28年度第2回8⃣-問5
  • 平成28年度第1回7⃣-問5
  • 平成27年度第2回8⃣-問5
  • 平成27年度第1回8⃣-問5
  • ミニクイズ

暦の種類

(H27-8-5, )

  • 太陽暦:
    • 太陽の動きに合わせた暦
    • 古代エジプトで農耕の収穫時期を知るために利用
  • 太陰暦:
    • 月の動きに合わせた暦
  • 太陰太陽暦:
    • 月の動きに合わせて、太陽の動きで調整した暦
    • 日本では、明治時代の初めまで使われていた
  • ユリウス暦:
    • ローマ帝国の時代から使われている
    • 4年に一度うるう年を入れる
  • グレゴリオ暦:
    • 16世紀に定められた。
    • 400年に97回のうるう年を設定している
      • 4年に1度うるう年を入れる:西暦2004年はうるうどしである
      • 100年に一度うるう年を入れない:西暦2100年はうるう年ではない
      • 400年に一度うるう年を入れる:西暦2000年はうるう年になる
    • 現在の日本を含め、多くの国で使われている。

太陽

出題状況:

  • 平成30年度第2回8⃣-問1-5
  • 平成29年度第1回7⃣-問1
  • 平成28年度第1回7⃣-問1-4
  • 平成27年度第2回8⃣-問3-4
  • ミニクイズ

太陽の組成

  • 水素やヘリウムなどの気体でできている。
  • 核融合反応で、光や熱を放出している。

太陽の構造

  • 黒点:
    • まわりより温度が低いので黒く見える領域
    • 太陽の活動が盛んになると、黒点が多くなる。
  • プロミネンス(紅炎)
    • 炎の柱のようにみえる
  • コロナ:
    • 太陽のまわりに広がる高温の大気
  • フレア:
    • 太陽表面の爆発現象
    • 光り輝いて見える

太陽放射,地球への影響

太陽は、核融合反応で出たエネルギーを、可視光線、赤外線、紫外線などとして、宇宙空間に放出します。地球の大気圏外で太陽光線に垂直な面が1秒間に受けるエネルギーを太陽定数という。
太陽から地球の届いたエネルギーのうち、大気や雲、地表などで反射され、地表に届くのは約50%である。

地球の大気に含まれる、二酸化炭素や水蒸気は、地表から宇宙へ放出される熱、赤外線を吸収する力が強く、大気中の二酸化炭素濃度が増えてくると、地球の平均気温は高くなってくる。

黒点の数が多くなると、太陽活動が盛んになる。太陽活動が盛んになると、地球では、オーロラや磁気嵐が起きる。


太陽系

出題:

  • 平成30年度第1回7⃣-問1-5
  • 平成29年度第1回7⃣-問2-5
  • ミニクイズ

太陽系の惑星

  • 太陽系の惑星は全部で8個:
  • 太陽に近い順で、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星
  • 惑星の分類:
    • 地球型惑星:
      • 水星、金星、地球、火星
      • 火星より近い惑星が地球型惑星
      • 岩石や鉄などで出来ている。
        半径や質量は小さいが、比重は大きい。
    • 木星型惑星:
      • 木星、土星、天王星、海王星
      • 木星より遠い星が木星型惑星
      • 水素、ヘリウムなどのガスで出来ている。
        半径や質量は大きいが、ガスなので比重は小さい。
水星、金星、地球、火星木星、土星、天王星、海王星
分類地球型惑星木星型惑星
組成岩石や鉄水素、ヘリウムなどのガス
半径小さい大きい
質量軽い重い
比重大きい小さい
  • 水星
    • 岩石の惑星
    • 大気はない
    • 昼は熱く、夜は冷たい
  • 金星
    • 二酸化炭素の大気
      温室効果で、表面温度が450℃以上になり、とても高い。
  • 火星
  • 木星
    • 太陽系最大の惑星:地球の約11倍
    • 大きな斑点(数万キロメートル)が見える:大赤斑(巨大な大気の渦巻き)
  • 土星
    • 環を持っている
  • 天王星
    • 自転軸が公転面に対し、大きく傾いている。
  • 海王星
    • 太陽から遠いため、表面温度がとても低い。

金星

金星は、地球と同じく、主に岩石で出来た岩石惑星である。大気は、二酸化炭素が多く、温室効果が非常に強いことと、地球よりも太陽に近いことから、表面温度が450℃以上にもなる。金星の内部は、地球と同じく、中心から、核、マントル、地殻という構造と考えられている。
(H26-1-8-4,5)

木星

木星は、太陽系最大の惑星で、地球の約11倍の大きさである。一方で、木星はほとんどがガスで出来たガス惑星であり、密度は非常に軽い。表面は横縞模様であり、大赤斑(だいせきはん)と呼ばれる大きな渦巻きが見える。
(H26-1-8-1,2,3)

その他

  • 天文単位:
    • 太陽から地球までの平均距離を1天文単位と呼ぶ
  • 太陽系外縁天体:
    • 海王星の外側にある天体。
    • 冥王星も、太陽系外縁天体の一つ。
    • 1000を超える太陽系外縁天体が見つかっている
  • 彗星
    • 彗星の本体は、氷に塵(ちり)がまじったものである。
    • 太陽に近づくと、表面から気体を放出し、尾をつくる
    • 太陽のまわりを周回するものや、一度近づいたら二度と戻ってこないものもある。
  • 小惑星帯
  • オールトの雲

星の動き

出題:

  • 令和元年度第1回7⃣-問1-4
  • 平成29年度第2回8⃣-問1-4
  • 平成28年度第2回8⃣-問1-4
  • 平成27年度第2回8⃣-問1-4
  • ミニクイズ

太陽とそのみかけの運動

  • 太陽は、24時間で、天球を東から西に1周する。
    • 地球が地軸を中心に24時間で1回自転しているから。
  • 恒星(星)は、24時間より少し短い時間で、天球を東から西に1周する。
    • 太陽のまわりを地球が回っている(公転)のに対し、
      恒星は、地球の公転軌道の外にあるため、
      太陽日(太陽が天球を一周する時間)より
      恒星日(恒星が天球を一周する時間)の方が
      少し短くなる。

星、星座のみかけの運動

天球の北側

 地球が自転することにより、恒星が天球を約24時間で一周するようにみえる。これを日周運動という。24時間で1周、360度動くので、1時間では15度(=360÷24)だけ進む。
 日を変えて同じ時刻に同じ星を見ると、東から西に動いているように見える。これは、地球が太陽の周りを公転しているからである。これを年周運動という。地球は太陽の周りを1年、12ヶ月で1周360度動くので、1か月では約30度(=360÷12)だけ動く。
 星は、日周運動と年周運動により見かけの位置を変える。同じ位置に見えるのは、1か月後(30度西に動いて)の2時間前(30度東に遡る)である。例えば、8月1日22時に見える星の位置と、9月1日20時に見える星の位置が同じである。
(H27-1-8-2,3)
 星は、東から登って、一番高いところ行き(南中)、西に沈む。北の空では、北極星を中心に、反時計回りに回転しているように見える。
(H27-1-8-1)
 違う位置で同じ星を見た場合、東にある位置の方が、星の動きは先に進んでいる。東の地域の方が先に日の出を迎えることからも分かる。これは、地球が西から東に自転しているからである。
(H27-1-8-4)

天球儀

  • 天の北極、南極
  • 天の赤道
    • 天の北極と南極を結ぶ軸の垂直面が、点の赤道
  • 黄道
    • 太陽が通る道が、黄道。
    • 地軸が公転面から23.4度傾いているので、黄道は赤道に対して傾いている。
  • 冬至点、春分点、夏至点、秋分点
    • 地球の北極に太陽の光が当たっていない点が、冬至点
    • そこから、冬→春→夏→秋と、反時計回りに回して考えればよい
  • 地軸が傾いているので、
    • 四季により、太陽の南中高度(1日のうちで、一番高くなる角度)が違う。
      夏は太陽が高く、冬は太陽が低い。
    • 夏は昼の時間が長く、冬は昼の時間が短い。
      極端に北極圏や南極圏までいくと、夏には太陽が沈まなくなり(白夜)、冬は太陽が昇ってこない(極夜)。

月の見かけの動き

月の満ち欠け

月は太陽の光を受けて輝いている。月は球体のため、太陽の側は明るく光るが、反対側は暗くなる。その様子を地球から見ると、月が満月になったり、新月になったりといった、満ち欠けの様子が見られる。

日食、月食

  • 日食:太陽、月、地球の順に並び、地球から太陽を見たとき、月が太陽の前に位置して、太陽を隠す現象である。
  • 月食:太陽、地球、月の順に並び、太陽の光による地球の影が月に当たり、月に太陽の光が当たらず暗くなるなる現象である。

惑星の見かけの動き

惑星の見かけの動き

惑星を毎晩同時刻に観察すると、通常は西から東に動くように見える(順行)が、逆に、東から西に動くように見える(逆行)時期もある、といった不思議な動きの見え方をする。このことから、惑わす星で、惑星と呼ばれているという説もある。この動きは、外惑星(火星、木星、土星、天王星、海王星)に見られるが、内惑星(水星、金星)には見られない。
(H26-2-7-1,4,5)

天動説

周転円説

古代ギリシャでは,太陽や様々な天体が地球の周りを回っているとする天動説が信じられてきた。プトレマイオスは、 周転円説で1 年を通じた天空での惑星の動きを説明した。
(H26-2-7-2,3)

地動説

正確な計測ができるようになると、天動説では説明が難しくなってきて、地球が太陽の周りを回っているという地動説コペルニクスが提唱した。
(H26-2-7-4)