日影曲線についてです。

Question

東京あたりで，春分・秋分の日の日影曲線（棒の先端の動きを線で結んだもの）は，下の図の右のようになりますね。
・
では，春分・秋分の日に，北極で日影曲線をかくと，どのようになりますか。
・
ご存じの方がいらっしゃいましたら，中学理科レベルのご説明でお願いできれば幸いです。

Zincer · Accepted Answer

北極と言っても広いので、地軸（＝地球の自転軸）上の点（北極点）としておきます。
春分の日のある時刻に、それまで隠れていた太陽が南から上ります。
※北極点から見ると全方位南になってしまいます。
それは真横からの光ですので、棒の先端の影が地表にできることはありません。
その後太陽は沈まず、時間（または日）がたつにつれて徐々に日が高くなっていきます。
棒の長さに依りますが、ある時先端の影が地表にできるでしょう。
その後ほぼ円をえがきながら、徐々に半径は短くなります。
そして夏至の日に最も半径は短くなり、それ以降逆に徐々に長くなりながら秋分の日に太陽は沈むのです。
ちなみに夏至の日の太陽の動きはこんな感じです。
北極付近での太陽の動き
https://rika-net.com/contents/cp0320d/contents/b1_03_03/04_movie2.html

yos1912 · Answer

no.3(+4)さんでだいたい答えは出たようなものなのですが、ひとこと付け加えさせてください。

日影曲線を書いてみたことはありますか。むかしやったときに一つ困ったことがおこりりました。それは、棒の先端の影がどこに落ちているのかわからないということでした。先端にボールを置いているのは、少しでもわかりやすくするためのものでしょう。
　どうしてわからなくなるのかというと、太陽は点ではなく大きさを持っているからです。そのため、ボールによって完全にかくされたところの影は真っ暗に、半分かくされたところの影は薄暗くなるということが起こるからです。
　日食の時の部分日食と皆既日食との違いが場所によってできるということです。
　　影が長くなってくるとどうなるでしょうか。日食では金環日食というのがあります。月が太陽を完全にかくしきれなくなっています。この時の影も、真っ暗ではなく薄暗くなっているだけです。
　これと同じ事が日影曲線で起こりそうです。相似図形から考えて、ボールの直径の１００倍以上あると金環日食と同じ状態になります。ボールの直径が５mmとすると５０cmになります。
　太陽高度があまりに低いときの影の長さはこれくらいでは収まりそうにありませんから、影の位置を見つけるというのは困難になってきそうです。

頭で考えるのと実際にやってみるのとでは大違いのこともあるので注意した方がいいのでしょう。ひょっとしてここに書いたことも、その例ということもありそうです。

Moryouyou · Answer

ご質問の図と同様の表現をするなら、
添付のようになります。全方位『南』
東、西はありません。
春分、秋分では、地平線に沿って
太陽が360度回転することになります。

yhr2 · Answer

＞春分・秋分の日に，北極で日影曲線をかくと，どのようになりますか。

地球儀で春分・秋分の日の太陽の位置を考えてみてください。
太陽はちょうど赤道の真上にあります。
ということは、北極・南極には「地面と平行に」太陽光が差してきます。
影の長さは「無限大」になり、球面の地表には「先端」の影は落ちませんね。

angkor_h · Answer

> 東京あたりで，…，下の図の右のようになりますね。
右図の意味が解りません。
右図は単に方位を示しているだけで、日影の「曲線」が無いです。

> 春分・秋分の日に，北極で日影曲線をかくと，
極点では、太陽が見えず、
その前後で地平線すれすれに太陽が見得る状態では、
棒の先端部分の影は地表には落ちません。

ShowMeHow · Answer

北極点において、方角って南以外にあるんですかね？

日影曲線についてです。

北極と言っても広いので、地軸（＝地球の自転軸）上の点（北極点）としておきます。

no.3(+4)さんでだいたい答えは出たようなものなのですが、ひとこと付け加えさせてください。

ご質問の図と同様の表現をするなら、

＞春分・秋分の日に，北極で日影曲線をかくと，どのようになりますか。

> 東京あたりで，…，下の図の右のようになりますね。

北極点において、方角って南以外にあるんですかね？

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