JP3187432U - 月の満ち欠け学習装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】月の満ち欠けを体験的に理解でき、また月齢ごとの月の見える位置と時間帯を理解させるための学習装置を提供する。
【解決手段】台紙中央に学習者の顔を容易に出せるサイズの穴7をあけ、その外側の円周上に半分を黄色、残り半分を黒色とした月を表すボール21を複数個配置した。台紙の一方の外側に太陽を表すボール4を置き、月のボールは太陽側を黄色として配置する。観察者が顔を回すと、月齢3の位置の月は三日月に見え、月齢7.5の位置の月は半月に見える。また、中央の穴の位置に地球を表す円板を配置し、その円板の1つの場所に「自分」のラベルを張る。円板を回すことで、三日月においては「自分」が午後6時ころの日没から西の水平線近くにはっきりと見えるようになり、午後8時ころには水平線の下になり見えなくなることが分かるようになっている。こうして月齢により見える位置、時間帯が決まっていることを理解できるようにした。
【選択図】図1
【解決手段】台紙中央に学習者の顔を容易に出せるサイズの穴7をあけ、その外側の円周上に半分を黄色、残り半分を黒色とした月を表すボール21を複数個配置した。台紙の一方の外側に太陽を表すボール4を置き、月のボールは太陽側を黄色として配置する。観察者が顔を回すと、月齢3の位置の月は三日月に見え、月齢7.5の位置の月は半月に見える。また、中央の穴の位置に地球を表す円板を配置し、その円板の1つの場所に「自分」のラベルを張る。円板を回すことで、三日月においては「自分」が午後6時ころの日没から西の水平線近くにはっきりと見えるようになり、午後8時ころには水平線の下になり見えなくなることが分かるようになっている。こうして月齢により見える位置、時間帯が決まっていることを理解できるようにした。
【選択図】図1
Description
本考案は、月の満ち欠けを体験的に理解でき、月齢ごとに月の見える位置と時間帯が決まっていることを理解させるための学習装置に関する。
月の満ち欠けや月齢ごとの月の見える天空の位置と時間帯を児童や生徒の学習者に理解させることは天体や宇宙の理解に役立つだけでなく、科学に興味を持たせ、ひいては人類が自然環境と調和をとって産業を発展させていくことにつながる大切な課題である。ところがこれまでは、その学習教材として適切な装置がなかった。
これまでは、太陽に見立てた電球を置き、月に見立てたボールを手に持って地球の周りを回し、月に光の当たった形が地球から見える形として月の満ち欠けを説明していた。ところがその際、学習者が月のボールを適切な位置から見ることができないことが多く、学習者は月の見える形を理解できないことが多かった。多くの学習者にとって月の満ち欠けや月齢ごとの月の見える位置などは十分に理解されないまま難しい問題として残されていた。この状態を解決するためにさまざまな工夫がなされていた。
これまでは、太陽に見立てた電球を置き、月に見立てたボールを手に持って地球の周りを回し、月に光の当たった形が地球から見える形として月の満ち欠けを説明していた。ところがその際、学習者が月のボールを適切な位置から見ることができないことが多く、学習者は月の見える形を理解できないことが多かった。多くの学習者にとって月の満ち欠けや月齢ごとの月の見える位置などは十分に理解されないまま難しい問題として残されていた。この状態を解決するためにさまざまな工夫がなされていた。
ケニス社の月の満ち欠け説明器、URL<http://www.kenis.co.jp/education/pdf/risin_e6.pdf> こちら,ほるんの生活共同組合、月の満ち欠け体感模型、URL<http://blogs.yahoo.co.jp/ma9sa14/57257869.html> 特許文献1は、天体望遠鏡の垂直な取り付け支柱の周辺に円板を取り付け、その円盤の周囲に新月や三日月、半月、満月などの図柄を配置し、望遠鏡から見た月の形に円板上の月の形を合わせることでそのときの太陽光の当たり方を説明するものである。しかしこれは学習者にとってこの装置の仕組み自体を理解することが容易ではなく、満ち欠けの理解に役立つとは言い難いものであった。
特許文献2は、空を表した台紙の上に、太陽と月の満ち欠けを描いた回転盤を取り付け、回転盤を回すことで太陽の位置と月の満ち欠けを知ることができ、また月齢ごとの天空における月の位置を知ることのできるものである。しかしこれでは、なぜ月が満ち欠けして見えるのか、また月齢ごとの月の位置を実験することはできない。
非特許文献1は、地球の周りを太陽や月が回転するようになっており、プレートには月の満ち欠けが13段階に分けて表示されている。これでは、月の半分にはいつも光が当たっているが地球からは月が満ち欠けしているように見えることを理解させるのは容易ではない。
非特許文献2は、台紙の上の円形上に、月を表すものとして青や緑色をしており半分を黒く塗りつぶした十数個のボールを円周上に配置したものである。すべてのボールの黒の面を、例えば左方向などの同じ方向として配置し、右から太陽光が当たっていると考える。そこで台紙中央に円形に切り抜かれた穴から学習者が顔を出して周囲を見渡すと、ある角度では黒い面だけが見えることで新月と理解され、それより少し隣を見ると黒が少なくなり青や緑の部分が三日月状に見えることで月が三日月になることを理解できるとしている。しかしながら写真にあるこの装置には案内的な説明文が1文字も書かれておらず、どちらが太陽側かもわからず、太陽側に月がある時が新月であるというようなことが分かり難い。またボールが物差しと共に写っている写真から分かるこの月のボールの大きさは直径約2cmであり、ボールを並べた円周は直系約50cmである。このため、台紙中央の穴から顔を出してボールを見ると次のように目から約18cmの近さに月が見えることになる。
目とボールの位置=(円周の半径25cm)−(顔の前後の半径6cm)−(ボールの半径1cm)=18cm
このため近すぎて目の焦点が合わず、さらに視差のために左右の目によるボールの画像に違いが生じ月の1つの画像として明瞭に見ることができない。
さらに太陽光が当たる面の色も青や緑なのでボールを月として認識し難く、月の満ち欠けを説明する学習装置として完成されているとは言い難い。またこの装置では、月齢ごとに月の見える位置が決まっていることを理解させることはできない。
特許文献2は、空を表した台紙の上に、太陽と月の満ち欠けを描いた回転盤を取り付け、回転盤を回すことで太陽の位置と月の満ち欠けを知ることができ、また月齢ごとの天空における月の位置を知ることのできるものである。しかしこれでは、なぜ月が満ち欠けして見えるのか、また月齢ごとの月の位置を実験することはできない。
非特許文献1は、地球の周りを太陽や月が回転するようになっており、プレートには月の満ち欠けが13段階に分けて表示されている。これでは、月の半分にはいつも光が当たっているが地球からは月が満ち欠けしているように見えることを理解させるのは容易ではない。
非特許文献2は、台紙の上の円形上に、月を表すものとして青や緑色をしており半分を黒く塗りつぶした十数個のボールを円周上に配置したものである。すべてのボールの黒の面を、例えば左方向などの同じ方向として配置し、右から太陽光が当たっていると考える。そこで台紙中央に円形に切り抜かれた穴から学習者が顔を出して周囲を見渡すと、ある角度では黒い面だけが見えることで新月と理解され、それより少し隣を見ると黒が少なくなり青や緑の部分が三日月状に見えることで月が三日月になることを理解できるとしている。しかしながら写真にあるこの装置には案内的な説明文が1文字も書かれておらず、どちらが太陽側かもわからず、太陽側に月がある時が新月であるというようなことが分かり難い。またボールが物差しと共に写っている写真から分かるこの月のボールの大きさは直径約2cmであり、ボールを並べた円周は直系約50cmである。このため、台紙中央の穴から顔を出してボールを見ると次のように目から約18cmの近さに月が見えることになる。
目とボールの位置=(円周の半径25cm)−(顔の前後の半径6cm)−(ボールの半径1cm)=18cm
このため近すぎて目の焦点が合わず、さらに視差のために左右の目によるボールの画像に違いが生じ月の1つの画像として明瞭に見ることができない。
さらに太陽光が当たる面の色も青や緑なのでボールを月として認識し難く、月の満ち欠けを説明する学習装置として完成されているとは言い難い。またこの装置では、月齢ごとに月の見える位置が決まっていることを理解させることはできない。
本考案の課題は、学習者が月の満ち欠けが生じることを体験的に理解でき、さらに月齢ごとの月の見える位置と時間帯を理解できるようにした装置を提供することである。
本考案の課題の1つである月の満ち欠けを説明する為に、台紙の上の円周状に月を表す複数個のボールを配置した。ボールは月であることが分かるように半分を黄色や白色、ピンクまたはスカイブルーのような明るい色とし、残り半分を黒や濃い青で塗り潰すかまたはそのような色の半球のボールで被った形をしている。また、台紙の例えば右手の少し離れた位置に太陽を表すボールを配置する。円周状に配置したすべてのボールの黒い面を、太陽と反対側、例えば左方向に向けて配置する。そして太陽にもっとも近い月のボールの脇に「新月」と表示し、逆時計方向、つまり左隣の月のボールの脇に月齢と「三日月」などの通称名を表示する。
台紙の中央に顔を容易に入れられる程度の穴を切り抜いておく。学習者はそこから顔を出し月のボールを見ることができ、例えば月齢3のボールを見ると黄色い月の形が三日月に見える。つまりボールの半分には太陽光が当たっているのに見る角度によって三日月などに見えることを理解することができる。
本考案の次の課題である月齢ごとに月の見える天空の位置と時間帯が決まっていることを説明するために、中央の円形状の切り抜き部分に地球を表す一枚の円板を回転可能に配置し、円板の周囲の1つの場所に「自分」と表示しておく。この円盤の上に透明円板を配置し、太陽と反対側の半分は太陽光が当たらない夜であることを示すために黒の斜線を描いておく。地球を表す円板を回転させることで「自分」が日没後の短時間、西の空に三日月を見られることを理解させられる。
台紙の中央に顔を容易に入れられる程度の穴を切り抜いておく。学習者はそこから顔を出し月のボールを見ることができ、例えば月齢3のボールを見ると黄色い月の形が三日月に見える。つまりボールの半分には太陽光が当たっているのに見る角度によって三日月などに見えることを理解することができる。
本考案の次の課題である月齢ごとに月の見える天空の位置と時間帯が決まっていることを説明するために、中央の円形状の切り抜き部分に地球を表す一枚の円板を回転可能に配置し、円板の周囲の1つの場所に「自分」と表示しておく。この円盤の上に透明円板を配置し、太陽と反対側の半分は太陽光が当たらない夜であることを示すために黒の斜線を描いておく。地球を表す円板を回転させることで「自分」が日没後の短時間、西の空に三日月を見られることを理解させられる。
本考案の装置は、月の半分にはいつも太陽光が当たっているのに、地球から見ると月が満ち欠けして見えることを学習者が体験として理解することができる。また、月齢ごとに月の見える天空の位置と時間帯を理解することができる。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本考案の学習装置を机に置いて利用している斜視図である。本装置はプラスチック製段ボールシートからなる台紙1の上に直径約87cmの円周状に月を表すものとして12個の直径約7cmのボール21などを配置し、台紙上の例えば右手の、ボール20から約50cm離れた位置に太陽を表すボール4を置く。月を表す12個のボールは、月であることが分かるように半分が黄色で、他の半分に黒色の半球のボールを被せた形をしている。なお黄色の代わりに白、ピンク、ライトブルーなどの明るい色にしてもよいし、必要な場合はそれ以外の色でも本考案の本質を損なうものではない。また、台紙はプラスチック製段ボールシートである必要はなく硬質スポンジ材でもよく、さらに紙や金属、木材などでも何ら問題はない。また太陽は必ずしもボールでなくても平面的な図柄や文字だけでもよい。
月のボールを配置する円周を約87cmにした理由を説明する。学習者が後で説明する台紙中央の穴から顔を出してボールを見た場合に焦点が合い、また視差が一定以下となるサイズにすることが必要である。健全な人の目において焦点が合うのは最低で約20cmである。また人の顔の前後の半径は子供であれば約6cmである。また月のボールの半径は3.5cmある。このため、下記の通り月の位置は台紙の中央から29.5cm以上離れているのが好ましい。
(健全に目の焦点が合うために必要な最低の距離20cm)+(顔の前後の半径6cm)+(ボールの半径3.5cm)=29.5cm。
半径29.5cmであるから円周の直径は最低約59cm以上あることが好ましいことになる。しかし数メートルなどあまり遠方に離れているとボールが小さく見えることになり見やすいとはいえない。また、市販のプラスチック製段ボール材などは幅が91cmのものが多いので台紙1の1辺は91cm以下にするのが妥当である。そこで、本考案においては月のボールを配置する円周の直径は約87cmとした。そうするとボール21などと学習者の目は次のように約34cm離れていることになる。
(月のボールが並んでいる円周の半径43.5cm)−(顔の前後の半径6cm)−(ボールの半径3.5cm)=34cm
この34cmは先に説明した29.5cmよりも大きいので健全な目の焦点の観点から問題のない長さである。さらに、これだけ離れていることにより学習者の左右の目における取得画像の違いも少ない。
また、台紙1の中央の穴7の大きさは学習者の顔が入るサイズでなければならないので、すくなくとも直径12cm以上にする必要がある。
図2は本装置を上から見たものである。12個の月のボールの黒い面を太陽4の反対側の左側に向けて配置した。太陽にもっとも近い月のボール20の脇のラベルに「新月」と書いて張り付け、逆時計方向、つまり左隣の月のボール21の脇のラベル9に「三日月」および「月齢3」と表示した。図4にそのラベルを示す。また、その2つ左隣りにあって太陽方向と直角の方向になる月のボール22の脇には「半月」および「月齢7.5」とし、太陽と反対側の月のボール23の脇に「満月」および「月齢15」とした。月齢22.5のボール25の脇にはその月齢と「下弦の月」とした。また、太陽4の近くには「太陽は遠方にあり、太陽光は並行」などと書いたラベル31を張り付けた。
本装置を使って体験的に月の満ち欠けを理解するには、まず月は地球のまわりを約29日で一周することを理解させる。また、ボール20を最初として3日後にはボール21の位置に月が移動していることを表していること、7、8日後にはボール22の位置に移動していることを表していることなどを理解させる。そして、太陽4はこの装置の位置よりもずっと遠方にあるので太陽光は並行であり、月のその半分を黄色く照らしており、太陽光の当たらない側は暗いのでその面を黒くしていることを理解させる。なお、太陽のボールを装置から取り外して一時的に数メートル先に配置することは、太陽光が平行であることの理解に役立つものであり、本考案の本質を損なうものではない。
本装置の利用法を説明する。図1に示すように台紙の両側を机などで支え、台紙の中央に切りぬかれた約50cmの穴7から学習者5は顔を出して月のボール20などを見る。まず太陽4の方向にある月のボール20を見た際には黒い面しか見えず新月であることが理解できる。顔を反時計方向、つまり左方向に約30度ほど回すと1つ目のボール21が見える。本装置では、先に説明したように学習者とボールが約34cm離れているので、焦点が合い、また左右の目による視差も少なくボールを1つの鮮明な形として認識することができる。
これらのためにはっきりと右側の部分が黄色い三日月として見える。図3はこの状況を示す。また、その下には「三日月」や「月齢3」と表示されている。つまり太陽は月の半分に当たっているが、地球から見ている学習者には三日月に見えることが理解できる。なお、台紙中央の穴の大きさは観察者が顔を容易に出せれば良いものであり、本実施例の50cmより小さくても大きくても良い。また、目の健全な焦点を少々犠牲にすれば最低の長さは29.5cmよりも小さくても良い。
さらに顔を反時計方向に回し、太陽と直角の方向を向いたときボール22の右半分が黄色の半月と見え、これが「半月」であり「月齢7.5」であることが理解できる。さらに顔を回転させてボール23を見ると満月になることが理解される。その後さらに顔を回して、太陽4と直角の関係になるボール25では月齢22.5になり、また半月になるがその際は、月の左側の方が黄色い半月であることが理解され、ラベルを見てこれが「下弦の月」と言われことが理解できる。つまり、月齢7.5のボール22と月齢22.5のボール25では同じ半月であるが、向きが異なることが理解される。このようにして、学習者は本装置の利用により月の満ち欠けを体験的に理解することができる。
図5は台紙1の上に月のボール20を配置する方法を説明するものである。ボール20を置くべき台紙1に磁石101を埋め込み接着固定する。ボール20の下には磁化される金属片を適宜の方法で固定する。こうすることで、ボールを台紙1の上に簡単に組み立て、固定することができる。なお、ボール側を磁石とし台紙側を金属片とすることもできる。ただしその場合、ボールを高所から落とすなど衝撃を与えることで磁石が弱くなることが起きやすくなる。また磁石の代わりにマジックテープを用いることも可能である。さらに、月のボールを接着剤で固定する使用法や、固定しないで配置するだけの使い方も可能である。
これまでの説明では周囲が四角形の台紙で説明してきたが円形であってもよい。さらに台紙はいくつかに分割される物であっても良い。図6は台紙を11、12、13、14に分割し、周辺を円形にしたものである。この分割台紙は、例えば厚さ約1.5cmで固めのスポンジ状の軽い材料で構成され、図中に15で示す逆台形の突起により他と嵌合して、1つの円板台紙を構成している。このような構造にすることで分解して収納しやすいものとなり、また移動することが容易になる。なお、逆台形の突起はこれに限定されるものではなく、分割する数が4つであることに特別の意味はなく、台紙が実質的に1枚の部材として機能する構成であればよい。
また図7は台紙を121、122、123、124に分割し、蝶番161などにより連結し、一体として利用可能にしたものである。分割面152、153、154には強固な固定のために蝶番161,162などのようにそれぞれ2個の蝶番を設ける。分割面151には蝶番は取り付けない。また分割面152、154では上の面に蝶番を設け、分割面153においては下の面に設ける。太陽を取り付ける部材3は分割台紙121にハトメ33などで取り付ける。
収納に際しては、まずボールを撤去し、次に部材3をハトメ33を中心として回して分割台紙121の下に格納する。次に、分割面152と154を谷折りとして2つ折りにする。谷折りとは、中心線の左右の面を高くし中心線を低くする折り込み法である。分割面152で説明すれば、左右の分割台紙122と121を高くして蝶番161と162を内側に折り込む方法である。図8は2つ折りにより、分割台紙122と123の上に121と124が畳まれている状況を示す。さらに分割面153を山折りとして折りたたむ。図9は分割台紙121が一番下になって折りたたまれている状況を示す。このような構造とすることでコンパクトに折りたたむことができ、収納や移動に好適なものにすることができる。なお4つ折りについて説明したが当然2つ折りでも良い。
全ての月のボールは図2に示されるように台紙1の上に、黄色の面を太陽4に向けて平行に配置される必要がある。そのため、必須ではないが、図2に示すようにボールの直径よりも数cm長い直線27を全ての月のボールを配置する台紙の位置にあらかじめ描いておきそれに合わせてボールを配置するようにすると、ボールの配置が容易になる。
次に、本装置を月齢ごとの月の見える位置と時間帯を理解させる使い方について説明する。図10に示すように台紙1を机などの上に置き、中央の切り抜き穴7に円板8を配置する。図11は円板8を横から見たもので、さらに詳細な構造を説明するものである。円盤の台81の中央に柱82を固定し、それに地球を表す円板83を回転可能に取り付け、昼と夜を表す透明円盤84を柱82に取り付けてある。地球を表す円板83の周囲の1つの場所に「自分」と書いたラベル85などを張り付け、回転させるためのタブ86を設けてある。図12は円盤83と84を上から見たものであるが、分かり易くするために透明円板84をずらして上部に示してある。なお、円盤83の「自分」ラベル85の左隣りに「自分の西」と書いたラベル853、右に「自分の東」と書いたラベル854を張り付けている。透明円板84には、太陽と反対側の半分には太陽光が当たらない夜であることを説明するために黒い斜線を描き、「太陽の方向」「地球の昼」「地球の夜」などの説明を書いておく。なお、「自分」や「自分の西」「自分の東」と書いたラベルはこの体裁に限定するものではなく、観察者やその方角を示す適当なマークであってもよい。また黒い斜線は多数の黒い点などを配置して夜をイメージできるデザインでもよい。さらに、地球を表す回転可能な円板83を上として斜線を描いた円盤84を下にすることも可能であるが、その際は上に位置する円板83を透明にするか、又は下に位置する円板84の半分が夜を示すための表示物を表示させるか、又は円板84の直径を83より大きくして夜であることを表示する必要がある。
まず三日月が夕方だけに見えることを説明する。地球を表す円板83を回転させて「自分」を図12の下の位置に移動させる。この位置は固定の透明円板84の斜線部と透明部の境界であり、午前6時頃の夜明けの位置である。このとき三日月21は地球の影になり見えない。その位置から円板83を反時計方向に回転させ、「自分」がおよそ午前8時頃の855の位置に来ると、三日月が水平線に近い所に現われることになる。しかしこの時間帯は太陽光の明るい光のために、観察者には三日月は見えにくい。つまり月は出ているがほとんど見えないことになる。円板83をさらに回転させて「自分」が「地球の昼」を過ぎた頃にほぼ頭上に三日月が位置しているが、これも太陽光のためにほとんど見えない。自分がさらに回転して夕方になり、透明円板84の斜線と透明部分の境界856の位置にくると午後6時ころの日没であり太陽が見えなくなり、三日月がはっきりと見えるようになる。その方角は「自分の西」であることが理解される。さらにもう少し回転させると三日月がさらに明瞭に見えるようになる。ところが、さらに回転して857の位置、つまり午後8時頃になると地球の陰になって三日月は見えなくなる。こうして日没直後の短時間だけ、西の空に三日月が見えることが理解される。
図13は図10を上から見た図である。「自分」が日没の856にいる場合に、三日月21が水平線に近い所に見えるのは前に説明したとおりである。「自分」が午後6時の日没の856にいる場合には月22があれば半月に見えるが、その場合に月は「自分」の頭のほぼ真上にある。つまり日没直後に半月がはっきりと見えるようになるのはほぼ頭の真上であることが理解できる。このとき夜中0時になると「自分」は858に移動し、半月22は「自分の西」の水平線の近くに見える。さらに、月23は満月であるが、「自分」が午後6時の日没の場所856にいれば東の水平線のすぐ上に見える。このとき夜中0時になり「自分」が858に移動すると、満月23はほぼ頭の上に見えることになる。このように本装置を利用すれば月齢と時間帯によって見える位置が決まっていることを理解することができる。
なお以上の説明において台紙やボールの広さや厚さや直径などのサイズ、また色を示したがそれは一例であり、本考案の目的を損なわない範囲で変更できるのは当然である。
月のボールを配置する円周を約87cmにした理由を説明する。学習者が後で説明する台紙中央の穴から顔を出してボールを見た場合に焦点が合い、また視差が一定以下となるサイズにすることが必要である。健全な人の目において焦点が合うのは最低で約20cmである。また人の顔の前後の半径は子供であれば約6cmである。また月のボールの半径は3.5cmある。このため、下記の通り月の位置は台紙の中央から29.5cm以上離れているのが好ましい。
(健全に目の焦点が合うために必要な最低の距離20cm)+(顔の前後の半径6cm)+(ボールの半径3.5cm)=29.5cm。
半径29.5cmであるから円周の直径は最低約59cm以上あることが好ましいことになる。しかし数メートルなどあまり遠方に離れているとボールが小さく見えることになり見やすいとはいえない。また、市販のプラスチック製段ボール材などは幅が91cmのものが多いので台紙1の1辺は91cm以下にするのが妥当である。そこで、本考案においては月のボールを配置する円周の直径は約87cmとした。そうするとボール21などと学習者の目は次のように約34cm離れていることになる。
(月のボールが並んでいる円周の半径43.5cm)−(顔の前後の半径6cm)−(ボールの半径3.5cm)=34cm
この34cmは先に説明した29.5cmよりも大きいので健全な目の焦点の観点から問題のない長さである。さらに、これだけ離れていることにより学習者の左右の目における取得画像の違いも少ない。
また、台紙1の中央の穴7の大きさは学習者の顔が入るサイズでなければならないので、すくなくとも直径12cm以上にする必要がある。
図2は本装置を上から見たものである。12個の月のボールの黒い面を太陽4の反対側の左側に向けて配置した。太陽にもっとも近い月のボール20の脇のラベルに「新月」と書いて張り付け、逆時計方向、つまり左隣の月のボール21の脇のラベル9に「三日月」および「月齢3」と表示した。図4にそのラベルを示す。また、その2つ左隣りにあって太陽方向と直角の方向になる月のボール22の脇には「半月」および「月齢7.5」とし、太陽と反対側の月のボール23の脇に「満月」および「月齢15」とした。月齢22.5のボール25の脇にはその月齢と「下弦の月」とした。また、太陽4の近くには「太陽は遠方にあり、太陽光は並行」などと書いたラベル31を張り付けた。
本装置を使って体験的に月の満ち欠けを理解するには、まず月は地球のまわりを約29日で一周することを理解させる。また、ボール20を最初として3日後にはボール21の位置に月が移動していることを表していること、7、8日後にはボール22の位置に移動していることを表していることなどを理解させる。そして、太陽4はこの装置の位置よりもずっと遠方にあるので太陽光は並行であり、月のその半分を黄色く照らしており、太陽光の当たらない側は暗いのでその面を黒くしていることを理解させる。なお、太陽のボールを装置から取り外して一時的に数メートル先に配置することは、太陽光が平行であることの理解に役立つものであり、本考案の本質を損なうものではない。
本装置の利用法を説明する。図1に示すように台紙の両側を机などで支え、台紙の中央に切りぬかれた約50cmの穴7から学習者5は顔を出して月のボール20などを見る。まず太陽4の方向にある月のボール20を見た際には黒い面しか見えず新月であることが理解できる。顔を反時計方向、つまり左方向に約30度ほど回すと1つ目のボール21が見える。本装置では、先に説明したように学習者とボールが約34cm離れているので、焦点が合い、また左右の目による視差も少なくボールを1つの鮮明な形として認識することができる。
これらのためにはっきりと右側の部分が黄色い三日月として見える。図3はこの状況を示す。また、その下には「三日月」や「月齢3」と表示されている。つまり太陽は月の半分に当たっているが、地球から見ている学習者には三日月に見えることが理解できる。なお、台紙中央の穴の大きさは観察者が顔を容易に出せれば良いものであり、本実施例の50cmより小さくても大きくても良い。また、目の健全な焦点を少々犠牲にすれば最低の長さは29.5cmよりも小さくても良い。
さらに顔を反時計方向に回し、太陽と直角の方向を向いたときボール22の右半分が黄色の半月と見え、これが「半月」であり「月齢7.5」であることが理解できる。さらに顔を回転させてボール23を見ると満月になることが理解される。その後さらに顔を回して、太陽4と直角の関係になるボール25では月齢22.5になり、また半月になるがその際は、月の左側の方が黄色い半月であることが理解され、ラベルを見てこれが「下弦の月」と言われことが理解できる。つまり、月齢7.5のボール22と月齢22.5のボール25では同じ半月であるが、向きが異なることが理解される。このようにして、学習者は本装置の利用により月の満ち欠けを体験的に理解することができる。
図5は台紙1の上に月のボール20を配置する方法を説明するものである。ボール20を置くべき台紙1に磁石101を埋め込み接着固定する。ボール20の下には磁化される金属片を適宜の方法で固定する。こうすることで、ボールを台紙1の上に簡単に組み立て、固定することができる。なお、ボール側を磁石とし台紙側を金属片とすることもできる。ただしその場合、ボールを高所から落とすなど衝撃を与えることで磁石が弱くなることが起きやすくなる。また磁石の代わりにマジックテープを用いることも可能である。さらに、月のボールを接着剤で固定する使用法や、固定しないで配置するだけの使い方も可能である。
これまでの説明では周囲が四角形の台紙で説明してきたが円形であってもよい。さらに台紙はいくつかに分割される物であっても良い。図6は台紙を11、12、13、14に分割し、周辺を円形にしたものである。この分割台紙は、例えば厚さ約1.5cmで固めのスポンジ状の軽い材料で構成され、図中に15で示す逆台形の突起により他と嵌合して、1つの円板台紙を構成している。このような構造にすることで分解して収納しやすいものとなり、また移動することが容易になる。なお、逆台形の突起はこれに限定されるものではなく、分割する数が4つであることに特別の意味はなく、台紙が実質的に1枚の部材として機能する構成であればよい。
また図7は台紙を121、122、123、124に分割し、蝶番161などにより連結し、一体として利用可能にしたものである。分割面152、153、154には強固な固定のために蝶番161,162などのようにそれぞれ2個の蝶番を設ける。分割面151には蝶番は取り付けない。また分割面152、154では上の面に蝶番を設け、分割面153においては下の面に設ける。太陽を取り付ける部材3は分割台紙121にハトメ33などで取り付ける。
収納に際しては、まずボールを撤去し、次に部材3をハトメ33を中心として回して分割台紙121の下に格納する。次に、分割面152と154を谷折りとして2つ折りにする。谷折りとは、中心線の左右の面を高くし中心線を低くする折り込み法である。分割面152で説明すれば、左右の分割台紙122と121を高くして蝶番161と162を内側に折り込む方法である。図8は2つ折りにより、分割台紙122と123の上に121と124が畳まれている状況を示す。さらに分割面153を山折りとして折りたたむ。図9は分割台紙121が一番下になって折りたたまれている状況を示す。このような構造とすることでコンパクトに折りたたむことができ、収納や移動に好適なものにすることができる。なお4つ折りについて説明したが当然2つ折りでも良い。
全ての月のボールは図2に示されるように台紙1の上に、黄色の面を太陽4に向けて平行に配置される必要がある。そのため、必須ではないが、図2に示すようにボールの直径よりも数cm長い直線27を全ての月のボールを配置する台紙の位置にあらかじめ描いておきそれに合わせてボールを配置するようにすると、ボールの配置が容易になる。
次に、本装置を月齢ごとの月の見える位置と時間帯を理解させる使い方について説明する。図10に示すように台紙1を机などの上に置き、中央の切り抜き穴7に円板8を配置する。図11は円板8を横から見たもので、さらに詳細な構造を説明するものである。円盤の台81の中央に柱82を固定し、それに地球を表す円板83を回転可能に取り付け、昼と夜を表す透明円盤84を柱82に取り付けてある。地球を表す円板83の周囲の1つの場所に「自分」と書いたラベル85などを張り付け、回転させるためのタブ86を設けてある。図12は円盤83と84を上から見たものであるが、分かり易くするために透明円板84をずらして上部に示してある。なお、円盤83の「自分」ラベル85の左隣りに「自分の西」と書いたラベル853、右に「自分の東」と書いたラベル854を張り付けている。透明円板84には、太陽と反対側の半分には太陽光が当たらない夜であることを説明するために黒い斜線を描き、「太陽の方向」「地球の昼」「地球の夜」などの説明を書いておく。なお、「自分」や「自分の西」「自分の東」と書いたラベルはこの体裁に限定するものではなく、観察者やその方角を示す適当なマークであってもよい。また黒い斜線は多数の黒い点などを配置して夜をイメージできるデザインでもよい。さらに、地球を表す回転可能な円板83を上として斜線を描いた円盤84を下にすることも可能であるが、その際は上に位置する円板83を透明にするか、又は下に位置する円板84の半分が夜を示すための表示物を表示させるか、又は円板84の直径を83より大きくして夜であることを表示する必要がある。
まず三日月が夕方だけに見えることを説明する。地球を表す円板83を回転させて「自分」を図12の下の位置に移動させる。この位置は固定の透明円板84の斜線部と透明部の境界であり、午前6時頃の夜明けの位置である。このとき三日月21は地球の影になり見えない。その位置から円板83を反時計方向に回転させ、「自分」がおよそ午前8時頃の855の位置に来ると、三日月が水平線に近い所に現われることになる。しかしこの時間帯は太陽光の明るい光のために、観察者には三日月は見えにくい。つまり月は出ているがほとんど見えないことになる。円板83をさらに回転させて「自分」が「地球の昼」を過ぎた頃にほぼ頭上に三日月が位置しているが、これも太陽光のためにほとんど見えない。自分がさらに回転して夕方になり、透明円板84の斜線と透明部分の境界856の位置にくると午後6時ころの日没であり太陽が見えなくなり、三日月がはっきりと見えるようになる。その方角は「自分の西」であることが理解される。さらにもう少し回転させると三日月がさらに明瞭に見えるようになる。ところが、さらに回転して857の位置、つまり午後8時頃になると地球の陰になって三日月は見えなくなる。こうして日没直後の短時間だけ、西の空に三日月が見えることが理解される。
図13は図10を上から見た図である。「自分」が日没の856にいる場合に、三日月21が水平線に近い所に見えるのは前に説明したとおりである。「自分」が午後6時の日没の856にいる場合には月22があれば半月に見えるが、その場合に月は「自分」の頭のほぼ真上にある。つまり日没直後に半月がはっきりと見えるようになるのはほぼ頭の真上であることが理解できる。このとき夜中0時になると「自分」は858に移動し、半月22は「自分の西」の水平線の近くに見える。さらに、月23は満月であるが、「自分」が午後6時の日没の場所856にいれば東の水平線のすぐ上に見える。このとき夜中0時になり「自分」が858に移動すると、満月23はほぼ頭の上に見えることになる。このように本装置を利用すれば月齢と時間帯によって見える位置が決まっていることを理解することができる。
なお以上の説明において台紙やボールの広さや厚さや直径などのサイズ、また色を示したがそれは一例であり、本考案の目的を損なわない範囲で変更できるのは当然である。
1…台紙、20〜26…月を表すボール、4…太陽を表すボール、7…台紙の中央の観察者用の穴、83…地球を表す円板
Claims (2)
- 台紙の中央部分に直径12cm以上の大きさの穴を開け、その外側の円周上に月に相当する複数個のボールを配置した装置において、
台紙は1枚の部材であるか、又は組合せ、または折りたたむことにより実質的に1枚の部材として機能するものであり、月に相当するボールの半分の面を黄色を含む明るい色とし、残り半分の面を黒を含む暗い色とし、月に相当する複数のボールの近傍に月齢とその通称名がある場合にはそれを表示し、月に相当する複数のボールを固定できる手段又は取り外し可能に固定できる手段を設けた月の満ち欠けの学習装置。 - 台紙の中央部分に地球に相当する部材を配置し、その外側の円周上に月に相当する複数個のボールを配置した装置において、
月に相当する複数のボールの近傍に月齢とその通称名がある場合にはそれを表示し、台紙の中央部分の地球に相当する部材は回転可能な円板であり、その地球に相当する円板に観察者及びその西側、東側を表す文字やマークを設け、その地球に相当する円板と同軸に別の円板を配置し、その別の円板の半分には地球の昼と夜をイメージできる状態とした月齢ごとの月の見える位置と時間帯の学習装置。
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