地球の自転と日周運動
地球は1日に1回、西から東へ自転しています。これにより太陽や星が東から昇り西に沈む日周運動が見られます。
基本知識
地球は北極から見て反時計回り(西→東)に自転しています。1回転にかかる時間は約24時間。地球の赤道半径は約6378kmで、赤道での自転速度は時速約1670kmです。
地球が西から東に自転するため、地表から見ると太陽や星は東から昇り西に沈むように見えます。これを日周運動といいます。1時間に約15度(=360÷24)動きます。
北の空では北極星を中心に反時計回りに星が動きます。これは地球の自転軸の北極側の延長線上に北極星があるためです。北極星はこぐま座のα星で、約1度の精度で天の北極を指します。
📘 重要用語
自転（天体が自身の軸の周りを回ること。地球は約24時間で1回転）
日周運動（地球の自転による見かけの天体の動き）
天の赤道・天の北極（地球の赤道・北極を天球に延長したもの）
北極星(ポラリス)（こぐま座α星。ほぼ天の北極にある）
恒星の日周運動（東から昇り西に沈む。1時間に約15度）
透明半球（観測で天球を模式化する半透明の半球モデル）
自転（天体が自身の軸の周りを回ること。地球は約24時間で1回転）
日周運動（地球の自転による見かけの天体の動き）
天の赤道・天の北極（地球の赤道・北極を天球に延長したもの）
北極星(ポラリス)（こぐま座α星。ほぼ天の北極にある）
恒星の日周運動（東から昇り西に沈む。1時間に約15度）
透明半球（観測で天球を模式化する半透明の半球モデル）
深掘り (背景・意義)
地球の自転を示す有名な実験がフーコーの振り子(1851年)です。長く重い振り子を吊るすと、振動面が時間とともに少しずつ回転して見えます。これは地球が下で回っているためで、地球自転の直接的な証拠となりました。
北極星はナビゲーション(航海)の歴史で重要な役割を果たしてきました。北極星の高度(地平線からの角度)が観測地の北緯とほぼ等しいので、北極星の高度を測れば緯度がわかります。
地球の自転は実は少しずつ遅くなっています。月の潮汐力により1世紀あたり約1.5ms(ミリ秒)/日のペースで遅くなり、数億年前は1日が22時間程度でした。たまにうるう秒が挿入されるのもこのためです。
💡 ポイント
- 自転=1日に1回・西→東・反時計回り(北から見て)
- 日周運動=東から西へ(地表からの見かけ)
- 1時間で15度動く(360÷24)
- 北極星はこぐま座α星=ほぼ天の北極
- 北極星の高度=観測地の北緯
- フーコーの振り子=自転の証拠
- 赤道での自転速度は時速約1670km
注意点 (混同しやすい)
① 地球の自転は西→東、天体の日周運動は東→西(見かけ)。② 北の空は反時計回り、南の空は東→上→西の弧。③ 北極星は最も明るい星ではない(2等星)。④ 1時間に15度(15度=360÷24)。
練習
- 地球の自転の方向を答えなさい。
- 恒星は1時間に約何度動いて見えるか。
- 北極星はどの星座のどの星か。