影がいちばん短くなるのは何時？
影がいちばん短くなるのは、太陽が真南に来たとき（南中）です。時刻はちょうど12時ではなく、場所と日付で少しずれます。東京で1mの棒を立てたときの目安は次のとおりです（このシミュレーターの計算）。
| 日付（東京） | いちばん短い時刻 | 太陽の高さ | 1mの棒の影 |
|---|---|---|---|
| 春分（3月20日） | 11時49分ごろ | 約54° | 約73cm |
| 夏至（6月21日） | 11時42分ごろ | 約78° | 約22cm |
| 夏休み（8月1日） | 11時48分ごろ | 約73° | 約31cm |
| 秋分（9月23日） | 11時34分ごろ | 約55° | 約71cm |
| 冬至（12月22日） | 11時39分ごろ | 約31° | 約1m67cm |
冬至の影は、夏至の約8倍の長さです。西にある場所ほど南中はおそくなり、東京にくらべて札幌は約6分早く、大阪は約17分、福岡は約38分、那覇は約48分おそくなります（同じ日付のとき）。
どうして影は動くの？
影は、太陽と反対がわにできます。太陽は朝、東の空からのぼり、昼に南の空でいちばん高くなり、夕方に西へしずみます。だから影は、朝は西、昼は北、夕方は東へと動きます。太陽が高いほど影は短く、ひくいほど長くなります。
おうちの方向けに言うと、太陽が動いて見えるのは地球の自転のためで、1時間に約15°ずつ動きます。南中したときの太陽の高さ（南中高度）は「90° − その場所の緯度 ＋ 太陽の赤緯」で、赤緯は夏至に約＋23.4°、冬至に約−23.4°、春分・秋分に約0°です。影の長さは「棒の長さ ÷ tan（太陽の高さ）」で計算できます。
おうちでの観察のやり方
用意するもの：画用紙（またはダンボール）、わりばしや鉛筆などまっすぐな棒、ねんど、方位磁針、ペン、時計、ものさし。
- 晴れた日に、一日中日が当たる平らな場所をえらぶ。
- 画用紙のまん中に、ねんどで棒をまっすぐ立てる。風で動かないように、紙のすみを石などでおさえる。
- 方位磁針で北を調べて、紙に「北」と書いておく。
- 1時間ごとに、影の先に印をつけて時刻を書く。影の長さもものさしではかる。
- 夕方まで続けたら、印をむすんでみる。シミュレーターの予想とくらべてみよう。
安全のために：太陽を直接見てはいけません。目をいためます（しゃ光板を使うときも、長く見つづけないでください）。夏の観察は帽子をかぶり、水分をとって、日かげで休みながら行いましょう。車や自転車が通る場所には置かないでください。
自由研究のまとめ方のヒント
1時間ごとの「時刻・影の長さ・向き」を表にして、影の長さを折れ線グラフにすると、お昼ごろに一番短くなる谷の形になります。夏休みと冬休みに同じ場所で観察して、影の長さをくらべるのもおすすめです。紙につけた印の上に時刻を書いておけば、次の日からは日時計として使えます（季節がかわると少しずつずれるので、そのずれを調べるのも研究になります）。
よくある質問
いちばん短くなるのが12時ちょうどでないのはなぜ？
日本の時計は、兵庫県明石市（東経135°）で太陽が真南に来るころを12時として決めています。それより東の東京では早く、西の福岡ではおそく南中します。さらに、地球が太陽のまわりを回る速さが季節で変わるため、同じ場所でも日付によって南中の時刻が15分ほど前後します。
影の先をむすぶと、どんな線になりますか？
春分と秋分の日は、影の先がほぼまっすぐ西から東へ動きます。夏は朝夕の影が南がわへのびて、冬は影全体が長く北がわにできるので、どちらも曲がった線になります。「影の先の通り道を見る」で、季節ごとの形をくらべてみましょう。
くもりの日はどうすればいいですか？
影がうすいときは、その時刻の記録をとばしてかまいません。記録できなかった時刻は、シミュレーターの計算で予想を書きこんでおき、晴れた日にもう一度確かめるとよいでしょう。
夏至の日の出の方向は真東ですか？
いいえ。夏は真東より北がわ（東北東）からのぼり、冬は南がわ（東南東）からのぼります。真東からのぼるのは春分と秋分のころです。