ソクマル高卒認定(地学基礎)

問4 下線部光が進む速度について,太陽から発せられた光が地球に届くまでの時間は8…

宇宙の構造に関して科学的に探究した。問1 ~問4 に答えよ。 宇宙についての研究史 科学的な手法で宇宙空間内の天体の分布を初めて調べたのは,イギリスの天文学者のハーシェ ルといわれている。ハーシェルは様々な仮定を基に観測を行い,図1 のような恒星の分布図を完 成させた。恒星は直径約7400 光年,厚さ約2000 光年の凸レンズ状(円盤状)に分布し,その中心 は太陽であると考えたが,その後の観測結果などから,これには間違いがあることが分かってい る。 太陽 図1  恒星の分布から考えたハーシェルの宇宙の構造 現在の観測により,ハーシェルが観測できていたものは,太陽が含まれる数千億個の恒星の集 団の一部であることが分かっている。今も様々な研究機関や天文台は,標高の高い場所や宇宙空 間に望遠鏡を設置したり,より大きなレンズを持つ望遠鏡を作成したりするなど工夫して観測し ている。 しかし,どんなに観測技術が向上しても,光が進む速度が有限であることから,観測可能な範 囲は限られる。 ⒜ ⒝ ⒞
問4 下線部光が進む速度について,太陽から発せられた光が地球に届くまでの時間は8 分20 秒 である。地球と太陽との距離を1 億5 千万km としたとき,光が進む速度は約何km/s とな るか。最も適当なものを,次の1 ~4 のうちから一つ選べ。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。

解説

正解は4の30万km/sです。速さは距離÷時間で求めます。8分20秒は 8×60+20=500 秒です。距離は1億5千万km、つまり150000000 kmなので、150000000÷500=300000 km/s となります。これはおよそ30万km/sで、光の速さとして知られている値と一致します。時間を秒に直してから計算することが大切です。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00017.htm)を加工して作成

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