【中3理科】月の見え方を完全解説！満ち欠けの仕組み・周期・演習問題付き

中学3年理科。今日は天体の中の「月の見え方」について学習します。満ち欠けや月の見える方角、時間帯について理解できるように勉強しましょう。ポイントは図を書くことです。また、日食や月食についても考えていきましょう。

月
1. 月の満ち欠け
2. 月の公転周期と満ち欠けの周期がずれる理由
月が見える方角と時間
1. 月の見え方の問題１
2. 月の見え方の問題２
月の裏側が見えない理由
1. 月の裏側が見えない記述対策
日食と月食
1. 日食とは
2. 月食とは
【対策問題】月の見える方角や時間
1. 【解答・解説】月の見える方角や時間

月

月は地球の衛星で、地球の周りを約1か月で公転しています。正確には約27.3日で公転しています。北極側から見ると、月の公転の方向は反時計回りになります。また、月は太陽の光を反射して輝いて見えます。太陽の光の当たり方によって地球から見た月は、丸く見えたり細く見えたり満ち欠けがあります。

月の満ち欠け

下の図は、地球の周りを公転している月の満ち欠けのようすを表したものです。地球の周りを公転しているので、太陽の光の当たり方で、地球から見える月の形が変化することがわかります。この月の満ち欠けの周期は約1か月で、正確には月の公転周期よりも2日ほど長い約29.5日となっています。

新月
地球から見て、太陽と同じ方向に月がある。影の面を地球に向けているので、見えない月です。
三日月
新月から数えて約3日目には、反時計回りに上の図の位置に月が移動します。右側が細く光りはじめています。
上弦の月
新月から数えて約1週間後、反時計回りに月が公転し、上図の上の位置に月が移動します。右半分が光っている月を上弦の月といいます。
満月
新月から数えて約15日（2週間後）、新月と反対の位置に月が移動します。太陽の光を受けている面を地球からすべて見られるので、真ん丸の形に見えます。
下弦の月
新月から約3週間後、月は左側から欠けはじめ左半分だけが光って見える形になります。この月を下弦の月といいます。このあと更に月が欠けていき、約4週間後新月に戻ります。

月は新月から考えて、右側から光はじめ満月となり、右側から欠けはじめ新月に戻るので、「月は右から太って右からやせる」と覚えておきましょう。

月の公転周期と満ち欠けの周期がずれる理由

ここで、月の公転周期が約27.3日なのに対して、満ち欠けの周期が約29.5日なのか疑問を持つ生徒がいますので、簡単に説明しておきます。下の図を見てください。

地球が1か月で約30°公転する間に、月は約360°公転します。しかし、その間に地球が公転して位置が上図のように変わっているので、その分次の満月になるまでに余計に公転しなくてはなりません。そのため、満ち欠けの周期の方が2日ほど長くなるのです。

月が見える方角と時間

月の満ち欠けと、月が見える方角、時間に関する問題も出題されます。覚えてしまうという荒業もありますが、下の図を自分で書いて方角や時間がわかるようになることが最良の方法です。

月の見え方の問題１

日の入り後、上弦の月はどの方角の空に見えるか。

下の図のように、北極側から見た地球と、そのまわりを公転する月を簡単に書きます。

次のキーワードがヒントになっています。

日の入り後
上弦の月

この2つのヒントがあるので、上図のように、日の入り後の位置に自分を書き込み、東西南北を書き入れると、上弦の月が南の空に見えることがわかります。

答え：南

月の見え方の問題２

日の出前、西の空に見える月はどんな月か。

下の図のように、北極側から見た地球と、そのまわりを公転する月を簡単に書きます。

次のキーワードがヒントになっています。

日の出前
西の空

この2つのヒントがあるので、上図のように、日の出前の位置に自分を書き込み、東西南北を書き入れると、満月が西の空に見えることがわかります。

答え：満月

月の裏側が見えない理由

月の問題で「月の裏側が見えない理由を答えよ」や「地球から見ると同じ面しか見えない理由を答えよ」などの問題が出されます。

なぜ月の裏側が見えないのかというと、月の公転の向きと自転の向きが同じで、公転周期と自転周期も同じになっているからです。つまり、月は約1か月で地球の周りを公転している間に、同じ方向に1回自転しているのです。

月の裏側が見えない記述対策

なぜ、月の裏側が見えないのか。月の自転周期と公転周期に着目して理由を簡潔に答えよ。

解答：「月の自転と公転の向きが同じで、自転周期と公転周期が同じだから。」

日食と月食

まず、日食と月食を学習する前に、太陽と地球、月が宇宙でどのような運動をしているか復習しましょう。

太陽…恒星
自ら光を放つ天体。膨大な熱と光を放っている。
地球…惑星
太陽（恒星）のまわりを公転する天体。
月…衛星
地球（惑星）のまわりを公転する天体。

地球は、太陽の周りを約1年で360°公転しています。その地球のまわりを月が約27.3日かけて公転しているのです。

日食とは

お昼、太陽の光が月にさえぎられて見えなくなる現象が日食です。太陽の光が月によってさえぎられてしまうので、昼間でも薄暗くなります。

日食が起こるのは、太陽と地球の間に月が公転してやってきたときです。「太陽ー月ー地球」の位置関係のときです。地球から見ると、ちょうど新月のときです。

しかし、新月のときに常に日食が起こるわけではありません。太陽のまわりを公転する地球の公転面と、月が地球のまわりを公転する公転面は少しずれています。なので、太陽と月と地球が一直線に並ぶのは数年に一度の頻度になります。

皆既日食

皆既日食（かいきにっしょく）とは、地球のある地域から見て、完全に太陽が月に隠される現象です。このとき、太陽のまわりにある高温のガス「コロナ」を見ることができます。また、皆既日食になる直前や直後にダイヤモンドリングと呼ばれる現象も起こります。

月は地球のまわりを公転していますが、その公転軌道はきれいな円ではなく、卵の形のような楕円軌道を取っています。そのため、月が地球に近いときと、地球から遠ざかっているときがあるのです。月が地球に近い位置を公転しているとき、地球から見た月は大きく見えます。このときに日食が起これば、太陽が月に完全に隠されてしまうのです。

金環日食

金環日食（きんかんにっしょく）とは、地球のある地域から見て、太陽が月に隠されてリング状に見える現象です。皆既日食と比べると明るいので、ダイヤモンドリングやコロナを観測することはできません。

金環日食が起こるのは、地球から見て月が小さく見えるときです。月が地球のまわりを公転していて、地球から遠いところを公転しているときに起こります。

部分日食

部分日食（ぶぶんにっしょく）とは、地球のある地域から見て、太陽の一部が月によって隠される現象です。太陽が三日月のような形に見えることもあります。

部分日食は、太陽の一部が隠されれば起こる現象ですので、皆既日食や金環日食と比べると起こる確率が高い現象であるとも言えます。

月食とは

月食とは、月が地球の影に入り薄暗く（赤く）なる現象です。月食が起こる場合、地球の特定の地域だけではなく、すべての地域で月食を見ることができます。

月食が起こるのは、太陽と月の間に地球があるときです。月は太陽の光を反射して輝いていますが「太陽ー地球ー月」の順番で並んだときに、月が地球の影に入り、薄暗く（赤く）なってしまうのです。地球から見て、太陽と反対側に月が来たときに月食が起こることがあります。したがって、満月のときに月食は起こります。

皆既月食と部分月食

月食にも、完全に地球の影に月が入ってしまう皆既月食と、地球の影に月の一部が入る部分月食がありますが、皆既月食のときにも月は薄暗く（赤く）見えるので判断はしにくいです。

なぜ、皆既月食のときにも薄暗く（赤く）月が見えるのかというと、太陽の光のうち波長の長い赤色の光が、地球の大気によって屈折し地球の裏側に回り込むためです。この赤色の光だけが月に届くので赤色に薄暗く見えるのです。

【対策問題】月の見える方角や時間

月の運動のようすを調べるために天体観測を行った。図1は、地球のまわりを公転する月のようすを表した模式図である。また、図2は観察を行ったときの西の地平線近くに見えた月の形をスケッチしたものである。これについて、次の各問いに答えよ。

（1）月は地球のまわりを公転する天体である。月のように、惑星のまわりを公転する天体を何というか。

（2）天体観測を行った日、図2のように西の地平線近くに三日月を観察することができた。このときの月の位置は、図1ではA～Hのどこにあったと考えられるか。記号で一つ選べ。また、観察した時刻として最も適するものを、下のア～エの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア　午前9時　　イ　正午　　ウ　午後6時　　エ　午後11時

（3）図1で、月がFの位置にあるとき、地球から見た月はどのように見えるか。下のア～エの中から一つ選び、記号で答えよ。ただし、肉眼で見えた月の形とする。