金星の満ち欠けと見かけの大きさPhases and Apparent Size of Venus

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 望遠鏡で金星を観察すると、大きく見えるときと小さく見えるときがあります。大きく見えるときの金星は、満月のように丸く見えると思いますか、それとも細く欠けて見えると思いますか。Through a telescope, Venus sometimes looks large and sometimes small. When it looks large, do you think it appears round like a full Moon, or thin and crescent-shaped?💡 金星が地球に近づくのはどんな位置関係のときか、そのとき太陽の光が当たっている面は地球の方を向いているかを考えよう。Think about where Venus is when it comes closest to Earth, and whether its sunlit side faces Earth at that time.
2. 金星は真夜中の南の空に見えることがあると思いますか。Do you think Venus can ever be seen high in the southern sky at midnight?💡 地球から見て、金星と太陽の方向はどのくらいまで離れることができるか、宇宙から見た図で考えてみよう。Using a view from space, think about how far apart the directions to Venus and to the Sun can be, as seen from Earth.

2動かしてみようTry it

1. 自動再生で1周分（0〜584日）を見て、「宇宙から見た図」の右上の「金星 ○°（225日で1周）」「地球 ○°（365日で1周）」から、どちらが速く公転しているかを確かめる。（画面をタップすると再生/停止できる）Watch one full run (0–584 days) on auto-play and use "Venus ...° (1 orbit = 225 days)" and "Earth ...° (1 orbit = 365 days)" at the top right of the "View from space" to check which planet orbits faster. (Tap the picture to play or pause.)
2. 「経過日数」スライダーを0日（内合）、72日（最大離角（西方））、293日（外合）、515日（最大離角（東方））に合わせ、「地球から望遠鏡で見た金星」の形と大きさ、「輝面比 f」「距離」「直径」「離角」の値を記録する。Set the "Days passed" slider to 0 (inferior conjunction), 72 (greatest elongation, west), 293 (superior conjunction) and 515 (greatest elongation, east). Record the shape and size of Venus in the "Telescope view from Earth" and the "lit fraction f", "Distance", "Diameter" and "Elongation" values.
3. 「経過日数」を20日、40日、150日、440日、550日、570日などに動かし、金星の明るい側がいつも「太陽の方向」の矢印の側にあるか、宇宙から見た図で太陽・金星・地球の位置関係とあわせて確かめる。Move "Days passed" to values such as 20, 40, 150, 440, 550 and 570 days, and check whether the lit side of Venus always faces the "To the Sun" arrow, comparing with the Sun–Venus–Earth positions in the view from space.
4. 「望遠鏡の倍率」を100倍にして、内合（0日）付近と外合（293日）での金星の大きさを比べる。下に出る「（外合の○倍）」の値も確かめる。Set "Telescope magnification" to 100× and compare the size of Venus near inferior conjunction (day 0) and at superior conjunction (day 293). Also check the "(...× superior conj.)" value shown below.

3確かめようCheck

1. 金星と地球は、それぞれ何日で太陽のまわりを1周しますか。どちらが速いですか。How many days does each of Venus and Earth take to go once around the Sun? Which is faster?→ 金星は約225日、地球は約365日で1周するので、金星のほうが速い。例えば72日目では金星は115°、地球は71°進んでいる。Venus takes about 225 days and Earth about 365 days, so Venus is faster. On day 72, for example, Venus has moved 115° and Earth 71°.
2. 内合（0日）と外合（293日）のとき、金星はどんな形・大きさに見えましたか。At inferior conjunction (day 0) and superior conjunction (day 293), what shape and size did Venus appear?→ 内合では地球に最も近く（距離0.28）、直径約59.6″で最も大きいが、輝面比 f=0.000でほとんど光る部分がない（その前後は細い三日月形）。外合では最も遠く（距離1.72）、直径約9.7″で最も小さいが、f=1.000で丸く満ちて見える。大きさの比は約6.1倍。At inferior conjunction it is closest (distance 0.28) and largest (about 59.6″ across), but the lit fraction is f = 0.000, so almost nothing is lit (just before and after, it is a thin crescent). At superior conjunction it is farthest (distance 1.72) and smallest (about 9.7″), but f = 1.000, so it looks full and round. The size ratio is about 6.1×.
3. 最大離角のとき、離角は何度で、金星はどんな形でしたか。At greatest elongation, what was the elongation and what shape was Venus?→ 離角は約46.1°で、それ以上大きくならない。形はちょうど半月形（f≈0.50）。72日目は西方最大離角で明け方の東の空に見え（明けの明星）、左側が光る。515日目は東方最大離角で夕方の西の空に見え（宵の明星）、右側が光る。The elongation is about 46.1° and never gets larger. Venus is exactly half lit (f ≈ 0.50). Day 72 is greatest western elongation: Venus is in the eastern sky before dawn (morning star) with its left side lit. Day 515 is greatest eastern elongation: Venus is in the western sky in the evening (evening star) with its right side lit.
4. 金星の光っている側は、いつもどちらを向いていましたか。Which way did the lit side of Venus always face?→ いつも「太陽の方向」の矢印の側を向いていた。金星は太陽の光を反射して光っているので、太陽に照らされた半球のうち、地球から見える部分が光って見える。It always faced the "To the Sun" arrow. Venus shines by reflecting sunlight, so we see the part of its sunlit half that faces Earth.

4考えようThink further

1. 金星が大きく見えるときほど大きく欠けて見えるのはなぜですか。宇宙から見た図の位置関係を使って説明しよう。Why is Venus more thinly lit the larger it looks? Explain using the positions in the view from space.→ 金星が地球に近づくのは、地球と太陽の間（内合）付近に来るときである。このとき金星の太陽に照らされた半球は太陽の方（地球と反対側）を向いているので、地球からは光っている部分がわずかしか見えず、細い三日月形になる。逆に太陽の向こう側（外合）付近では地球から遠いので小さく見えるが、照らされた面のほぼ全体が地球を向くので丸く見える。Venus comes close to Earth when it is near the point between Earth and the Sun (inferior conjunction). Then its sunlit half faces the Sun, away from Earth, so we see only a sliver of the lit part: a thin crescent. Near the far side of the Sun (superior conjunction) Venus is far from Earth and looks small, but almost all of its lit face points toward Earth, so it looks round.
2. 金星が真夜中に見えないのはなぜですか。また、月ではそうならないのはなぜですか。Why can Venus never be seen at midnight? Why is the Moon different?→ 金星は地球より内側を公転しているので、地球から見ると太陽から最大でも約46°しか離れない。真夜中に見える天体は太陽と反対方向（離角180°付近）にある必要があるため、金星は夕方の西の空か明け方の東の空にしか見えない。月は地球のまわりを回っているので、太陽と反対の方向に来ることができ（満月）、真夜中にも見える。Venus orbits inside Earth's orbit, so from Earth it is never more than about 46° from the Sun. An object seen at midnight must be roughly opposite the Sun (elongation near 180°), so Venus is seen only in the western sky in the evening or the eastern sky before dawn. The Moon orbits Earth, so it can be opposite the Sun (full Moon) and can be seen at midnight.

よくある誤解Common misconceptions

• 「金星の満ち欠けは、月と同じように地球の影が金星にかかって起こる」→ 満ち欠けは、太陽に照らされた半球を地球からどの向きで見ているかで起こる。地球の影は関係しない（月の満ち欠けも同じ理由で起こる）。"Venus's phases are caused by Earth's shadow falling on it, like the Moon's." Phases come from the angle from which we view the sunlit half; Earth's shadow plays no part (the Moon's phases have the same cause).
• 「金星が大きく見えるときは、満月のように丸く明るく見える」→ 大きく見えるのは地球に近い内合付近で、そのときは細い三日月形になる。丸く見えるのは遠い外合付近で、見かけは小さい。"When Venus looks large, it looks round and full like a full Moon." It looks large near inferior conjunction, when it is close to Earth and a thin crescent; it looks round near superior conjunction, when it is far away and small.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)