中学受験理科：月の公転周期と満ち欠けの周期がずれる理由をわかりやすく解説

月の動きは理科の基礎としてよく出題されるテーマです。特に「月の公転周期」と「満ち欠けの周期」が異なることは、中学受験でもよく問われます。この違いについて、天体の動きを図解しなくても直感的に理解できるようにわかりやすく説明します。

①月の公転周期とは何か

月は地球のまわりを回っており、その一周にかかる時間を「公転周期」といいます。天球上の遠くの星に対して月が１周するのにかかる時間は約27.3日です。これは星を基準にした周期であり、月が地球を一周する時間そのものを表しています。([参照]Moon orbit – Wikipedia)

この27.3日という値は、月が地球の周りを360度回ったときの時間であり、天体の位置を星座など遠い星々を背景にして観測するときに使われる周期です。

一方、私たちが月の満ち欠け（新月→満月→新月）として観測する周期は約29.5日です。この周期を「満ち欠けの周期（朔望月）」といいます。([参照]進研ゼミ解説)

なぜ約27.3日ではなく約29.5日になるのかというと、地球自身が同時に太陽のまわりを公転しているからです。月が地球を１周しても、地球は太陽のまわりを移動しています。そのため、月が再び太陽と地球と同じ位置関係（新月）になるためには、地球の公転分だけ余分に移動する必要があるのです。

つまり、月の周回＋地球の公転分を考慮するため、満ち欠けの周期は27.3日よりも長くなって約29.5日になるのです。([参照]Lunar phase – Wikipedia)

観測者の立場では、月が地球を一周するだけでなく、太陽と地球の位置関係も同じになる必要があります。これは、満ち欠けを観測するための条件です。地球が太陽のまわりを移動することで、月が満ち欠けの位置に戻るためにさらに時間が必要になるのです。([参照]進研ゼミ解説)

このため、公転周期＝27.3日でも、満ち欠けの周期＝約29.5日となります。これが“ずれる”理由です。

学校の理科でも「月が東から昇り、毎日少しずつ位置が変わる」と学習します。この変化は、月の公転と地球の自転・公転が複合して起きているためです。月の観測は単純な一周運動ではないということを覚えておきましょう。([参照]中学理科の月の解説)

満ち欠けの周期が約29.5日であることは、実際に夜空を観察してみると、例えば新月から新月までの期間が約1か月（約30日）であることからも理解できます。

中学受験理科の基礎として、月の周期は次のように整理できます。

この二つが異なるのは、地球も同時に太陽のまわりを公転しているためです。この違いを理解しておくと、月の動きの仕組みを正しく説明できるようになります。