日時計のペーパークラフト

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これは明石天文科学館で買った日時計のペーパークラフトのセット。 どんなものが入っているかという、 IMG_8626

コマ型日時計
平面型日時計
赤道型日時計
壁型日時計
人間日時計
の4種類が入っている。さっそく作ってみよう。

これはコマ型日時計。この日時計のセットの説明図に下のような地球全体を日時計に見立てた説明図がある。日時計の基本と言ってよい。日時計広場にもあった。

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平面型日時計と壁型日時計は、このコマ型日時計の影を映す面を、水平に投影した場合と垂直に投影した場合を日時計にしたもの考えられる。 日時計広場にももちろんあった。 IMG_8644

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これは赤道型日時計。日時計広場にもあった。 IMG_8636 IMG_8132

最後は人間型日時計。セットについている竹ひごが人間の代わりをしている。
人が立つ本物は大きい。
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このペーパークラフトセットは本当に良く出来ている。 緯度35度の場所での日時計になっているが、コマ型日時計の三角形の部分を、自分の住んでいる緯度に合わせて作る工夫さえすれば、日本各地の日時計に創り直すことができる。 セットの紙も、じょうぶな厚手の紙が入っていて、子どもが簡単に作れるようになっている。
明石天文科学館に行った際には、ぜひとも購入すべきグッズ。

日時計広場で見つけたもの。正午計という説明があった。

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これは太陽が南中する時刻が、日ごとによって変わることを記録したものを基にして、正午を知らせるもの。

アナレンマという現象を利用したものだが、実際に見たのはこれがはじめて。
アナレンマの詳しい説明は以下のホームページをされるといい。

http://koyomi8.com/reki_doc/doc_0553.htm

秋分の日に、初めて明石天文科学館を訪れたわけだが、収穫は大変多かった。
来年の冬至の日、春分の日にも機会があれば行ってみたいと思う。

 

 

 

日時計 その6

コマ形日時計2

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これはキッドネットのアイデアデーターベース、というブログにあったものを見て作ったもの。

http://kids.gakken.co.jp/jiyuu/idea_db/778.html

時刻盤がPDFファイルで提供されているのですぐにつくれる。

同じ形式だが、この文字盤の部分をCDケースを利用したものがあった。
リンク先を書いておくので見てほしい。

http://manabi.mpec.jp/kishou/217/217.html
CD盤をつかったコマ形日時計
 

次は牛乳パックを利用したもの。

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上の写真は明石天文台の紹介する牛乳パックを使ったコマ形日時計。

http://www.am12.jp/support/gakusyushiryou/hidokeidukuri.html

 

二つのコマ型日時計で注意しておきたいのが、時刻面が二つあるということ。
上のキッドネット時刻盤の表面には、「秋分から春分」という文字が見える。
下の明石天文台のものには、牛乳パック上部に四角く切り抜いた部分があり、そこから裏の内側に書かれた文字盤があるのが分かるだろう。

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実際に使ってみたのがこの写真。10月なので「秋分から春分」(裏側)に太陽の影が写るわけだ。表側の「春分から秋分」は文字盤自身が影の中にあり時刻盤には太陽の影が写らない。

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 牛乳パックを利用したものも同じことが、この写真でわかると思う。

太陽の高度が季節によって変わること。春分の日、秋分の日を境にしてコマ型日時計では太陽の影が写る場所が変わることが分かる。
それは、地球の回転軸が傾いていることに原因があることが分かるだろう。
コマ型日時計は、地球が傾きながら太陽の周りを回っていることを学習するのにいい教材になる。

参考として以前ブログで利用した図を添付しておく。
(図はクリックすると拡大する)

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日時計 その2

コマ型日時計

日時計1

日時計を作ってみることにしよう。 ホームページを探してみると、日時計作成のホームページやブログがたくさんあった。

まず、「キャノンサイエンスラボ・キッズ」の日時計を作ることにしよう。
ホームページのアドレスは

http://web.canon.jp/technology/kids/experiment/e_07_02.html

ここにあるコマ形日時計を作る。

ホームページに型紙がPDFファイルで紹介されているので、それを利用する。
緯度の高さを利用する三角形は、型紙のではなく、実際に自分の土地の緯度になるように作図した。今では、インターネットから自分の土地の緯度もわかるし、iPhoneでは付属のアプリで現在地の緯度・経度が分かる。 

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上の写真は三角柱の展開図と、ダウンロードした型紙の時刻盤を貼り付けたもの。三角柱の展開図は自分の土地の緯度で作図してある。

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キャノンのホームページの日時計は、段ボールを使っているが、家にお菓子の入っていた木箱が会ったのでそれを使うことにした。 IMG_2206 IMG_2208

箱の裏底に緯度の角度で作った三角柱を取り付け、箱の蓋に時刻盤を貼り、中心にくしを取り付けてこれで影を作るようになっている。 

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これで完成。

しかし設置方法が最後の難関。 ホームページを見てみると、 日時計3

実際に作って、太陽の光で影を記録していくと、日時計が水平面に設置されているか、影を作る「くし」が天の北極を指しているかによって大きく影響することがわかった。

基本的にはこの「コマ型日時計」の時刻の線は同じ間隔で、角度は1時間あたり15度でどれも同じ角度になる。
仮に朝9時に影と事前に用意した文字盤の線をあわしておけば、あとは1時間毎に15度の線状に太陽の影が落ちるはず。しかし水平面でなかったり、天の北極からずれているとそうはならない。最初の設置が肝心かなめなのである。

また、方位磁石は真北を指しているのではない。iPhoneで真北を調べて日時計を設置したが微妙な誤差が出てくる。

作成した日時計の製作上での誤差、設置上での誤差が積み重なり、「日時計の精度誤差」になってくる。そうしてそれが、よくある「日時計というのはおおまかな時間しかわからない」ということになる。 

日時計4

左の図のキャノンのホームページにあるように、地球は約24時間の周期で自転をし、地球から見れば約24時間で太陽が地球の周りを回っているようにみえる。
太陽の作る影は約24時間で一回転する。それを利用したのが日時計。
太陽と地球の関係で日時計ができている。日時計の誤差はそれを作った人間の作成誤差にあることをたえず思い起こそう。

それにしても、古代の人達は何年もかけて太陽の動きを測定し、今の私たちが当たり前としていることを発見していったのである。
簡単な日時計を作ってみることで、あらためて先人達の知恵と努力に感心してしまった。